【摘要】：改革開放后,隨著我國經濟的高速增長,民航業(yè)獲得了高速的發(fā)展。特別是近十年來,飛機數量發(fā)生了巨大的變化。飛機數量的巨額增加,空中交通流量也顯著增加。樞紐機場的容量壓力越來越大,建設第二或第三條跑道已成為必然趨勢,機場的運營調度問題將日趨復雜,管制人員的工作負荷也大幅度增加,機場的運營安全和效率面臨新的考驗。原有的空中交通管制系統已經不能滿足日益增長的交通流量需求。僅僅通過改善空中交通管制和機場的地面設施已經不能作為提高空中交通流量的主要增長點,應該從管制方式和機場地面調度入手,建立更加優(yōu)化的運營計劃,以便更有效地利用有限的空域和地面機場資源。 本文采用工程設計和系統分解的方法,從系統的功能需求(或優(yōu)化目標)、約束條件、設計參數和變量元等方面對跑道運營計劃(ROP)進行全面、深入的分析,提出一種對機場跑道運營計劃問題進行分解的方法及數學模型,進而設計出相應的分階段優(yōu)化算法。 分階段優(yōu)化算法的最終輸出為跑道運營計劃,即給定時間內,地面上各種飛機進入跑道的順序和時間。而實際的機場運營工作中,管制人員首先需要的是起飛飛機的停機位退出運營計劃。理想的情況下,各個飛機從停機位退出、再滑行到跑道入口的時間是確定的,因此,只要將跑道運營計劃中的起飛時間分別減去相應的退出、滑行時間就可以得到對應的各飛機的停機位退出時間。然而,實際運行中,即使滑行路線不變,飛機的滑行時間也存在一定的隨機性。在本文中我們以概率統計理論為基礎,以不犧牲優(yōu)化算法所得到的跑道利用率為目標,兼顧其它優(yōu)化目標,充分考慮到飛機地面滑行時間的不確定性,研究飛機退出停機位的時間調整量與退出順序的變化關系,通過分析、試驗尋找該調整量與退出順序的變化曲線,從而得到跑道運營計劃到停機位退出運營計劃的反推算法; 根據收集到的北京機場的有關地面數據和各類機型數據,構造了一個雙跑道的基準機場,將它作為機場調度的仿真環(huán)境;構造各類飛機進港,離港的序列,在此基礎上檢驗跑道運營計劃和停機位退出計劃的可行性。
【圖文】：

圖 3-1 北京首都機場平面圖圖 3-1 是一張北京首都機場的平面圖[39]，從圖中我們可以看到機場詳細的布局。機場一共有三條平行的跑道，這是目前國際流行的先進的跑道修建模式。三條跑道可分別用于飛機的起飛或降落，這樣負責工作交通管制的調度人員可輕松地指揮飛機的進出，最大程度地避免了飛機在空中和地面的交叉，對保證飛行和整個空域的安全提供了基礎保障。另一方面，基礎設施繁多，布局復雜，機場飛機起落架次多，據統計 2008 年北京機場航班起降架次、旅客吞吐量和貨郵吞吐量分別達到 39.97 萬架次、5566 萬人次、119 萬噸，排名世界第 8 位。因此如果完全依靠人力來完成這些操作，不僅工作量極大，難度極大，而且難免不犯錯誤，對保證安全極為不利。所以有必要對跑道運營計劃的優(yōu)化進行基礎研究，為開發(fā)高效而又實用的機場調度工具奠定基礎。3.1.2 機場跑道利用率機場跑道利用率通常被分為兩類：機場跑道實際利用率和最大利用率。[40]

14圖 3-2 一種兩階段優(yōu)化的計算模型通過第一階段的優(yōu)化計算后，我們可以得到一組或多組切實可行的飛，，該結果是帶有重量類型的以飛機起飛時間作為唯一排序參數的序列起飛（或穿越）時間按從小到大的順序進行排列，這其中還包括飛機時間。第二階段，我們在排好的飛機序列基礎上，再將初始航班計劃號一一地分配到飛機重量類型序列中，得到一組新的起飛飛機尾號順列。第二階段的算法是制訂一個整數程序的解決方案，得到的是起飛序列。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：F224;F562

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本文編號：2608710