控制污染物排放的支线机场跑滑结构优化仿真

民航运输在LTO(Landing and take-off)循环阶段的大气污染物排放对地面人员和近地环境危害较大,应主要通过减少地面滑行时间进行控制。考虑支线机场常见的单跑滑结构给出飞机地面滑行时间计算方法,基于该方法提出了污染物评价指标并建立了支线机场航空器污染物排放评估模型。以某支线机场为例,使用Matlab建模计算得出污染物评价指数最小滑行道口位置。利用AirTOp仿真验证了模型计算结果有效性,优化后的跑道出口位置将使该机场污染物总指数较原位置降低21.7%。     

具有绕滑的跑滑系统航空器滑行策略研究

为了应对空中交通流量的增加带来的挑战,很多繁忙机场建立了具有平行跑道的跑道系统来提高机场容量。绕行滑行道（End-around Taxiway,EAT）是提高具有近距平行跑道的繁忙机场运行效率的新型滑行道。本文根据具有绕行滑行道的跑滑系统的运行特点,将航空器在跑滑系统中的运行分为直接穿越、选择绕滑、等待-穿越三种滑行策略。提出具有绕行滑行道的跑滑系统滑行效率的概念,将航空器的滑行燃油最少和滑行时间最短作为协同优化目标,并结合绕行滑行道的运行规则、效率优先级作为约束条件,建立航空器地面滑行策略优化模型。从而根据该模型,选出最优的滑行策略。算例分析表明,绕行滑行道的使用可有效提高跑滑系统的滑行效率。     

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。     

多跑道机场机动区滑行道运行方案设计及仿真评估

机动区滑行道系统运行方案对于促进多跑道机场场面资源的高效利用十分重要。研究多跑道机场机动区滑行道运行方案设计及仿真评估方法,给出了滑行道运行方案“固定、单向、顺向、循环”设计原则以及运行方案设计范式,提出了机动区滑行道空间占用指数和进离港滑行潜在冲突指数的概念。以海口美兰国际机场为应用场景,基于设计原则和范式给出了对应的机动区滑行道系统优化方案。对原方案和优化方案开展AirTOp仿真分析。结果表明：优化方案与原方案相比：在机动区冲突次数和航班在机动区的平均延误时间上,4种场景对应的优化方案分别有大幅度降低,降幅平均值分别为30.53%和37.75%。     

基于改进三阶段法的快速出口滑行道转出位置的确定方法研究

快速出口滑行道的设置是一种既经济又有效的用于提高跑道容量的方法,对提高机场运行效率有重要意义。论文将飞机自跑道入口至接地转出划分成三个阶段,分别为空中段、减速段与转出段。在分析三个阶段对应长度影响因素的基础上,针对某机场运行的典型机型,运用三阶段法对不同风力负荷条件下各阶段长度进行计算,最后引入机型累计运行比例的概念,确定快速出口滑行道的最终转出位置及条数,总结了三阶段法的计算步骤。实例验证该方法的可行性,对机场平面设计有一定的借鉴价值。     

兼顾军用飞机使用的跑道快滑位置优化模型

为提高机场运行效率,降低跑道占用时间,在兼顾军用飞机使用的基础上,对民用机场快滑最优位置进行了系统研究。通过分析军用飞机与民用飞机的着陆过程,研究飞机着陆过程中的影响因素及其分布规律,采用蒙特卡洛方法进行仿真,计算各机型着陆转出的最佳位置。通过构建以最小加权无效占用跑道时间为目标函数的快滑转出位置模型,基于动态规划思想,设计了模型求解程序。最后以腾冲机场为例进行实例分析。结果表明：快滑位置应设置在1650 m处。相比只考虑民用机型使用,无论是从加权无效占用跑道时间还是从使用该出口的民用飞机来看,两者都变化不大,但使用该出口的军用飞机可提高70%。本文研究为未来军用飞机使用民用机场奠定基础,为民用机场预留军事功能提供技术支撑。     

大型飞机在较低等级机场滑行转弯性能研究

针对大型飞机在较低等级机场滑行道转弯运行受限的问题,基于飞机转弯性能,提出了一种转弯滑行道内侧边线半径和特定机型转弯半径关系的模型.该模型可以根据特定机型的转弯性能,在较低等级机场转弯滑行道内侧边线半径为确定值的情况下,计算出该机型转弯半径的取值范围.如果大型飞机转弯半径在该取值范围内,就可以在该机场滑行转弯.用A380飞机在某4E机场模拟转弯过程,验证了大型飞机在较低等级机场滑行转弯的可行性.     

带滑行道冲突告警功能的机场管制员培训系统的设计与实现

针对民用机场同时具有离场飞行、进场飞行和滑行道滑行等复杂运行环境,机场管制员需要具有相应的处理能力,为此设计并实现了一套机场管制员培训系统。系统的最大特点是包含了滑行道冲突检测模块。当管制员向航空器发布滑行路径指令后,该模块将检测各架航空器之间潜在的计划滑行路径冲突并向管制员告警。采用该系统培训之后,机场管制员发布的滑行指令的有效性和安全性将显著提高,使民用机场的运行更加高效和顺畅。     

基于遗传算法的机场调度优化算法

随着航班数量的不断增长,航空管理系统已不堪重负,机场容量将成为航空运输发展的瓶颈.为了解决机场容量不足问题,本文将机场调度问题分为杌位分配和滑行道分配两个过程,设计了适合于求解机位分配和滑行道分配问题的遗传算法.对停机位分配问题,在遗传进化过程中为促进算法收敛,采用贪婪算法对种群进行优化,并引入模拟退火思想对适应度函数进行修正.对滑行道分配问题,为适合遗传算法求解,首先将问题转化为图的形式,并设计了相应的遗传编码方式.数值模拟实验表明所提算法能够比较有效地解决机位分配和滑行道分配问题.