發(fā)布時間：2017-12-10 07:19

  本文關(guān)鍵詞：航空交通系統(tǒng)的交通復(fù)雜性研究

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【摘要】：基于民航業(yè)快速發(fā)展,空中交通導(dǎo)航監(jiān)視新技術(shù)以及大數(shù)據(jù)理論發(fā)展的基礎(chǔ)上,研究了航空交通運(yùn)輸系統(tǒng)的復(fù)雜性。本文全面綜述了國內(nèi)外航空交通系統(tǒng)領(lǐng)域的有關(guān)復(fù)雜性的研究,較詳細(xì)闡述了復(fù)雜性測度理論以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論；從宏觀方面對空中交通終端區(qū)和進(jìn)近管制區(qū)的交通流的特征進(jìn)行了分析,提出合理的空中交通流復(fù)雜度的概念和計算方法,為扇區(qū)的開放調(diào)整提供理論依據(jù)；從微觀方面,通過信息熵理論和統(tǒng)計學(xué)等理論,建立了交通系統(tǒng)穩(wěn)健度評價體系,通過辨別與系統(tǒng)穩(wěn)健性相關(guān)的狀態(tài)參數(shù),對影響系統(tǒng)較大的航班進(jìn)行預(yù)警。利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和協(xié)同管制機(jī)制研究了空中交通沖突探測與解脫的自動化管理,其關(guān)鍵問題是為所選取的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型與空中交通的運(yùn)行機(jī)制的匹配問題,反過來,通過復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的演化為空中的沖突探測與解脫提供新的解決思路。從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)科學(xué)的角度,對航空公司的航線網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行了分析。具體的研究工作和結(jié)論包括以下五個方面：1.為定量描述終端區(qū)空中交通流系統(tǒng)的復(fù)雜性,引入非線性動力學(xué)的近似熵和聯(lián)合熵模型來計算其復(fù)雜度,通過2個實測終端區(qū)空中交通流時間序列數(shù)據(jù),對其近似熵和聯(lián)合熵進(jìn)行了計算分析。結(jié)果表明：終端區(qū)交通流是一種隨機(jī)性較強(qiáng)、帶有非線性結(jié)構(gòu)的系統(tǒng),非線性動力學(xué)模型能夠刻畫終端區(qū)空中交通流的復(fù)雜性,可對空中交通流實測數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜性測度計算。2.管理空中交通復(fù)雜度是航空交通系統(tǒng)運(yùn)行控制的核心要素,對確�？罩薪煌ü苤瓢踩涂罩薪煌髁抗芾淼挠行н\(yùn)行,以及未來實施的動態(tài)空域規(guī)劃等起著重要的作用。其關(guān)鍵是有能力對空中交通復(fù)雜度進(jìn)行測度和預(yù)測,對某特定的空域,采取必要的措施來平衡該區(qū)域的系統(tǒng)復(fù)雜度。用定性、定量方法討論了扇區(qū)的復(fù)雜性,通過引入層次分析法確定交通復(fù)雜度函數(shù)的權(quán)重系數(shù),通過實例,驗證了該方法的合理性。3.應(yīng)用復(fù)雜理論分析的方法,研究了空域的空中交通復(fù)雜度,提出了空中交通復(fù)雜度的計算方法以及穩(wěn)健度評價體系,并對影響空中交通系統(tǒng)復(fù)雜度較大的航班提出預(yù)警。討論了基于復(fù)雜性測度理論的空中交通復(fù)雜度分析和監(jiān)測預(yù)警,研究表明本文所提供的方法能夠從復(fù)雜,不確定的數(shù)據(jù)中計算出系統(tǒng)復(fù)雜度的變化,通過穩(wěn)健性技術(shù)指標(biāo),能夠辨別與系統(tǒng)穩(wěn)健性相關(guān)的狀態(tài)參數(shù),指出對系統(tǒng)穩(wěn)健度影響較大的航班,并對航班進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警。4.日益增加的空中交通的復(fù)雜性需要更適合的空中交通運(yùn)行模式來防止飛行事故,確保飛行安全,協(xié)同管制機(jī)制是解決空中交通沖突探測與解脫基本組成部分。本文通過分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征,基于空中交通的管制模式分析的基礎(chǔ)上,為下一代空中交通空中交通沖突探測與解脫的自動化管理提出理論解決基礎(chǔ)。通過分析發(fā)現(xiàn),空中交通沖突探測與解脫的解決,協(xié)同機(jī)制需要平衡預(yù)期航班之間沖突,飛機(jī)間通信需求以及航線結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健性。在此基礎(chǔ)上,為上述協(xié)同機(jī)制設(shè)計研究方案,將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究的方法用于空中交通管制理論的研究,并能夠深入系統(tǒng)分析空中交通指揮模式的演化及對其影響的評價。5.從宏觀分析的角度,運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對某航空公司航線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實證分析,對網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計特征和度分布進(jìn)行了計算,證明了該網(wǎng)絡(luò)是一個小世界網(wǎng)絡(luò)和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)。利用度、緊密度、點介數(shù)和流介數(shù)四個指標(biāo),中心化處理航線網(wǎng)絡(luò),通過計算結(jié)果來比較判定局部網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的影響力。數(shù)據(jù)顯示點介數(shù)指標(biāo)對航線網(wǎng)絡(luò)的中心化處理效果最好。在此基礎(chǔ)上,對網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)移除兩個度最大或者介數(shù)最大的節(jié)點時,網(wǎng)絡(luò)的性能下降一半,并根據(jù)上述結(jié)果提出對航線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步改進(jìn)的對策建議。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V37;V355

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 溫瑞英;王紅勇;;基于嶺回歸—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管制工作負(fù)荷預(yù)測方法[J];交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息;2015年01期

2 謝華;叢瑋;劉思峰;胡明華;;基于灰色關(guān)聯(lián)聚類的空中交通復(fù)雜度評估方法[J];航空計算技術(shù);2014年06期

3 趙嶷飛;胡，

本文編號：1273623