本文選題：空域規(guī)劃　切入點(diǎn)：扇區(qū)劃分　出處：《中國(guó)民航大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著空中交通流量的增長(zhǎng)與空域限制的加強(qiáng),依據(jù)歷史沿襲的人工劃分空域扇區(qū)方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足均衡管制員工作負(fù)荷、保障交通安全和提高運(yùn)行效率的要求。過(guò)去的劃分方法主要針對(duì)小范圍空域,扇區(qū)數(shù)量的遞增將會(huì)導(dǎo)致搜索空間中可行解數(shù)量激增、降低效率的問(wèn)題。因此,本文結(jié)合二叉空間分割(Binary Space Partition,BSP)和動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法對(duì)大規(guī)�？沼蛏葏^(qū)的自動(dòng)劃設(shè)方法進(jìn)行研究。在分析了管制空域結(jié)構(gòu)和交通流量分布的基礎(chǔ)上,提出了空域交通流量圖模型和扇區(qū)邊界優(yōu)化的約束條件。研究了均衡管制工作負(fù)荷的扇區(qū)劃分二叉空間分割算法,結(jié)合動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法提出了逐階段動(dòng)態(tài)搜索協(xié)調(diào)工作負(fù)荷最小的二叉空間分割算法。通過(guò)調(diào)整扇區(qū)優(yōu)化算法,重新設(shè)計(jì)空域扇區(qū),使交通流的增長(zhǎng)與空域扇區(qū)相適應(yīng),改善解空間的搜索范圍,解決了大范圍管制空域劃分為多扇區(qū)時(shí)算法效率低和準(zhǔn)確性差的問(wèn)題。首先,將管制空域抽象成為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D,由關(guān)鍵點(diǎn)構(gòu)建空域邊界范圍和航路(航線)分布。其次,選取交通流量、航向改變、潛在沖突風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)重要指標(biāo),提出面向空域規(guī)劃的扇區(qū)工作負(fù)荷評(píng)估模型。再改進(jìn)二叉空間分割法,使扇區(qū)劃分結(jié)果優(yōu)先滿(mǎn)足管制工作負(fù)荷的均衡,以動(dòng)態(tài)規(guī)劃優(yōu)化每次劃分的結(jié)果,逐步實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作負(fù)荷的最小。最后,以上海情報(bào)區(qū)高空管制空域?yàn)槔M(jìn)行扇區(qū)劃分的分析,驗(yàn)證了提出方法的有效性與可行性。本文對(duì)空域扇區(qū)劃設(shè)的理論方法開(kāi)展了較為全面、深入的研究,所提出的扇區(qū)工作負(fù)荷評(píng)估模型具有一定的針對(duì)性,扇區(qū)劃分及優(yōu)化方法能夠?qū)⒋笠?guī)模空域有效劃分,在保證扇區(qū)劃設(shè)方案準(zhǔn)確性的同時(shí),降低可行解的搜索空間,提高整體算法的執(zhí)行效率,為進(jìn)一步深入研究空域規(guī)劃設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。
[Abstract]:With the increase of air traffic flow and the enhancement of airspace restrictions, the manual division of air sector based on history can no longer meet the balanced workload of controllers. In the past, the partition method is mainly aimed at the small airspace, the increasing number of sectors will lead to the increase of the number of feasible solutions in the search space, and reduce the efficiency of the problem. In this paper, binary Space Partition (BSP) and dynamic programming are used to study the automatic mapping of large scale airspace sectors. Based on the analysis of the structure of control airspace and the distribution of traffic flow, The spatial traffic flow graph model and the constraints of sector boundary optimization are proposed. Combined with dynamic programming, a binary space segmentation algorithm with minimal coordinated workload is proposed. By adjusting the sector optimization algorithm, the spatial sector is redesigned to make the growth of traffic flow adapt to the spatial sector. The search range of solution space is improved to solve the problem of low efficiency and poor accuracy when the control airspace is divided into multi-sectors. Firstly, the control airspace is abstracted into a network topology. From the key points to construct the airspace boundary range and route (route) distribution. Secondly, select traffic flow, course change, potential conflict risk three important indicators, A sector workload assessment model for spatial planning is proposed, and then the binary space partition method is improved to make the sector partition result satisfy the balance of the controlled workload first, and the dynamic programming is used to optimize the results of each partition. Finally, taking the Shanghai Information region as an example to analyze the sector division, The effectiveness and feasibility of the proposed method are verified. In this paper, the theoretical method of spatial sector zoning is studied comprehensively and deeply, and the proposed sector workload assessment model has some pertinence. The sector partition and optimization method can effectively partition large scale airspace, reduce the search space of feasible solution and improve the efficiency of the whole algorithm while ensuring the accuracy of the sector division scheme. It provides technical support for further research on airspace planning and design.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V355

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1568837