【摘要】：機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面交通擁堵問(wèn)題引發(fā)的跑道侵入、機(jī)坪擁堵和航班延誤問(wèn)題日益嚴(yán)重,嚴(yán)重制約了我國(guó)民航運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量的提升。因此,研究高密度機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)行特性,突破場(chǎng)面跑道、滑行道和停機(jī)坪(位)資源單一優(yōu)化的傳統(tǒng)思路,采用一種兩階段解決方案對(duì)場(chǎng)面運(yùn)行進(jìn)行一體化聯(lián)合優(yōu)化,降低場(chǎng)面網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行總成本,提高機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面資源利用率,實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)高效率、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行。本文在大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上,深入分析和探討了機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面交通一體化聯(lián)合調(diào)度問(wèn)題。文章首先介紹了地面交通流分配理論及其相應(yīng)模型,歸納了場(chǎng)面航空器交通流的區(qū)別所在,闡明了交通流理論在場(chǎng)面運(yùn)行的適用性和有效性,針對(duì)跑道、滑行道和停機(jī)坪三大系統(tǒng)進(jìn)行仿真,明確各系統(tǒng)交通流特性,提出了各部分交通流密度與成本之間的合理假設(shè)函數(shù);其次,以各自O(shè)D對(duì)上的K條滑行路徑集為搜索空間,建立基于交通流分配理論的場(chǎng)面聯(lián)合調(diào)度模型,得到每個(gè)OD對(duì)之間交通流的時(shí)空分布,即航空器所占用的最優(yōu)滑行路徑;然后考慮安全和高效性,對(duì)各停機(jī)區(qū)的進(jìn)場(chǎng)航空器進(jìn)行具體的停機(jī)位優(yōu)化分配,建立停機(jī)區(qū)內(nèi)的機(jī)位分配模型,將上一階段分配至停機(jī)區(qū)的航空器作進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整;結(jié)合場(chǎng)面特殊性,融入滾動(dòng)時(shí)域方法,設(shè)計(jì)改進(jìn)的Frank-Wolfe算法和改進(jìn)的遺傳算法,分別針對(duì)場(chǎng)面動(dòng)態(tài)航空器交通流分配模型和停機(jī)區(qū)內(nèi)的停機(jī)位分配模型進(jìn)行求解。最后,為了驗(yàn)證本文提出的一體化場(chǎng)面優(yōu)化調(diào)度方案的可靠性和優(yōu)越性,選取南京祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng)為試點(diǎn),使用AirTOp快速仿真平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化結(jié)果仿真驗(yàn)證,從進(jìn)/離場(chǎng)平均滑行時(shí)間、滑行沖突次數(shù)、場(chǎng)面平均延誤/機(jī)位總延誤等待時(shí)間等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行和優(yōu)化運(yùn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明,本文提出的優(yōu)化模型對(duì)場(chǎng)面運(yùn)行效率提升顯著,真正意義上實(shí)現(xiàn)了機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面一體化聯(lián)合優(yōu)化。
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論究背景及意義著全球經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步復(fù)蘇，航空運(yùn)輸業(yè)以其獨(dú)有的高效性和安全性備受旅客的青睞運(yùn)輸體系中發(fā)揮著日益重要的角色�？湛凸驹� 2018 年 7 月預(yù)測(cè)未來(lái) 20 年（20球航空旅客增長(zhǎng)將達(dá)到 4.4%左右，60%以上的增長(zhǎng)來(lái)自以中國(guó)為首的亞太地區(qū)市年來(lái)旅客增長(zhǎng)最強(qiáng)勁的國(guó)家之一，有望在 2022 年躍居全球航空市場(chǎng)榜首。隨著貿(mào)的加快，截止 2036 年，航空客運(yùn)量增速可能會(huì)提高兩個(gè)百分點(diǎn)以上，使得未來(lái)長(zhǎng)是 2017 年全球航空客運(yùn)量 40.8 億人次的三倍之多。在全球航空旅行需求越來(lái)國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行穩(wěn)重中向好的有利勢(shì)態(tài)下，中國(guó)也需要為未來(lái) 20 年航空客運(yùn)量翻倍做好充足準(zhǔn)備。

第二章 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面交通流分配研究分析 機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面概述1 場(chǎng)面運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析每個(gè)機(jī)場(chǎng)的場(chǎng)面構(gòu)型根據(jù)其所在地理位置、氣象條件以及適航要求的不同呈現(xiàn)出各自是根據(jù)中國(guó)航空新聞網(wǎng)的消息，我國(guó)投入使用 2 條跑道以上的機(jī)場(chǎng)均采用平行跑道構(gòu)選擇平行雙跑道作為本文場(chǎng)面優(yōu)化研究的對(duì)象既有概括性，又不失一般性。圖 2.1 為國(guó)際機(jī)場(chǎng)平面圖，是國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)中具有代表性的平行雙跑道場(chǎng)面構(gòu)型，既能兼顧安全保較大的選擇靈活性。根據(jù)國(guó)際民航組織（ICAO）對(duì)機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)的劃分，主要針對(duì)供航班站區(qū)空域和供航空器在地面運(yùn)行的飛行區(qū)進(jìn)行優(yōu)化，包括跑道、滑行道和停機(jī)坪（位大構(gòu)成要素。本文主要針對(duì)從跑道降落、沿著滑行道滑行至停機(jī)區(qū)的進(jìn)場(chǎng)航空器，以及從停機(jī)區(qū)開跑道等待點(diǎn)的離場(chǎng)航空器進(jìn)行優(yōu)化研究。參照國(guó)內(nèi)大部分千萬(wàn)級(jí)機(jī)場(chǎng)構(gòu)型以及場(chǎng)面運(yùn)度，，不失一般性，選取以航站樓為中心、平行雙跑道分居兩邊的場(chǎng)面為基礎(chǔ)構(gòu)型，圖機(jī)場(chǎng)中具有代表性的場(chǎng)面構(gòu)型。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V355

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本文編號(hào)：2611754