發(fā)布時(shí)間：2021-08-10 06:36

　　為保障空中交通安全,減小航班延誤,必須有序安排航班離場和進(jìn)場時(shí)間,空中交通管理基于機(jī)場和扇區(qū)容量優(yōu)化分配航班進(jìn)離場時(shí)間,但是由于天氣、軍事活動(dòng)、設(shè)備故障等不確定因素的影響,機(jī)場/扇區(qū)容量是動(dòng)態(tài)變化。確定性網(wǎng)絡(luò)流優(yōu)化模型將節(jié)點(diǎn)容量當(dāng)作固定值,實(shí)際運(yùn)行時(shí)節(jié)點(diǎn)容量可能大于或小于預(yù)測值,導(dǎo)致航班不能按照分配時(shí)隙離場。為降低容量不確定性對航班運(yùn)行的影響,本文提出不確定容量約束下的網(wǎng)絡(luò)流優(yōu)化模型,并使用機(jī)會(huì)約束方法處理容量不確定性。本文主要做了四部分工作:（1）分別建立確定性和不確定性網(wǎng)絡(luò)流優(yōu)化模型;（2）改進(jìn)機(jī)會(huì)約束方法,傳統(tǒng)機(jī)會(huì)約束方法針對整個(gè)網(wǎng)絡(luò),使模型求解困難。針對每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置機(jī)會(huì)約束值,顯著提高模型計(jì)算速度;（3）將節(jié)點(diǎn)重要性與不確定性模型結(jié)合,首次提出根據(jù)節(jié)點(diǎn)重要性計(jì)算機(jī)會(huì)約束值;（4）最后,設(shè)置多種容量方案,對比分析各方案下航班進(jìn)離場時(shí)間與分配時(shí)隙的差異,結(jié)果表明考慮容量不確定性使分配結(jié)果抗干擾增強(qiáng),在此基礎(chǔ)上考慮節(jié)點(diǎn)重要性可進(jìn)一步提高分配結(jié)果抗干擾性。本文的研究成果對于節(jié)點(diǎn)容量不確定性的網(wǎng)絡(luò)流優(yōu)化理論研究以及空中交通流量管理系統(tǒng)開發(fā)都有十分重要的意義。 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

華東地區(qū)各機(jī)場平均跳變幅度8090100

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文扇區(qū)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的度、集聚系數(shù)、緊密度和介數(shù)，見附表 1。航線網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的度表示機(jī)場通航機(jī)場的數(shù)目，北京首都機(jī)場度值最大為 124，所有節(jié)點(diǎn)的平均度為 22.75，表示每個(gè)機(jī)場平均通航機(jī)場 23 個(gè)；航線網(wǎng)絡(luò)的密度為 0.137，它是網(wǎng)絡(luò)連邊數(shù)與最大可能連邊數(shù)的比值，航線網(wǎng)絡(luò)連邊密度較稀疏；航線網(wǎng)絡(luò)的同配系數(shù)為-0.37，說明網(wǎng)絡(luò)是異配的，表示網(wǎng)絡(luò)中度值小的節(jié)點(diǎn)更多地與度值大的節(jié)點(diǎn)相連，這與實(shí)際相符，小機(jī)場通常連接樞紐機(jī)場，而小機(jī)場之間的連接較少；機(jī)場網(wǎng)絡(luò)的直徑為 4，平均最短路徑長度為 2.07，表明乘客最多轉(zhuǎn)乘 3 次或平均轉(zhuǎn)乘一次就可從網(wǎng)絡(luò)中任意一個(gè)機(jī)場到達(dá)另一個(gè)機(jī)場；網(wǎng)絡(luò)的平均集聚系數(shù)為 0.7，說明機(jī)場間連接緊密，結(jié)構(gòu)緊湊。

給塔臺(tái)管制員；塔臺(tái)管制員指揮該航班起飛爬升加入指定的離場飛行程序，然后移交給進(jìn)近管制員；進(jìn)近管制員指揮航班爬升并加入航路飛行。航班經(jīng)過多個(gè)航路管制扇區(qū)(或“區(qū)域管制扇區(qū)”)，到達(dá)目的地機(jī)場附近，被移交給目的地機(jī)場的進(jìn)近管制員和塔臺(tái)管制員，完成進(jìn)場服務(wù)。空中交通管理系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的開放系統(tǒng)。當(dāng)某一扇區(qū)的預(yù)測流量超出該扇區(qū)容量時(shí)，流量管理部門就會(huì)啟動(dòng)對應(yīng)機(jī)制，實(shí)施相關(guān)的流量管理方案(Traffic Management Initiative TMI)，在一定時(shí)間內(nèi)限制到達(dá)該扇區(qū)的航班量。由于網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)和資源共用，該限制將會(huì)從一個(gè)扇區(qū)傳播到其他扇區(qū)和機(jī)場，進(jìn)而影響到其他扇區(qū)或機(jī)場內(nèi)的航班流量�？罩薪煌髁抗芾砟Ｐ椭校葏^(qū)節(jié)點(diǎn)的容量是關(guān)鍵的約束條件，但是少有研究關(guān)注于空中交通管理扇區(qū)的結(jié)構(gòu)特征。我們首次將研究的焦點(diǎn)聚焦于扇區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即研究扇區(qū)之間的連接性和相互作用的過程，但不關(guān)心扇區(qū)的具體位置、實(shí)際形狀以及連邊是否相交等。為此，我們把空中交通管理系統(tǒng)抽象為網(wǎng)絡(luò)，定義機(jī)場和扇區(qū)為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)；若扇區(qū)之間存在交通流，則將兩個(gè)扇區(qū)節(jié)點(diǎn)用邊連接。我國的空中交通管制扇區(qū)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分別如圖 2.2(a)和(b)所示。圖中 2.2(a)中黃色多邊形為區(qū)調(diào)扇區(qū)，綠色多邊形表示進(jìn)近扇區(qū)，共 261 個(gè)管制扇區(qū)，其中包括區(qū)調(diào)扇區(qū) 169 個(gè)、進(jìn)近扇區(qū) 92個(gè)。圖中黑色的線表示航路，黑色點(diǎn)代表航路點(diǎn)。圖 2.2(b)給出了對應(yīng)的扇區(qū)網(wǎng)絡(luò)，其中黃色節(jié)點(diǎn)表示近進(jìn)扇區(qū)，綠色節(jié)點(diǎn)表示區(qū)調(diào)扇區(qū)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]危險(xiǎn)天氣下的終端區(qū)動(dòng)態(tài)容量評估[J]. 張兆寧,魏中慧.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2015(21)
[2]地面等待和改航策略的流量管理方法[J]. 高潔,徐肖豪,王興隆.  航空計(jì)算技術(shù). 2012(04)
[3]綜合考慮節(jié)點(diǎn)重要度和線路介數(shù)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)[J]. 王亮,劉艷,顧雪平,王勇,賈京華.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2010(12)
[4]復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)重要度評估[J]. 陳靜,孫林夫.  西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(03)
[5]CDM GDP飛機(jī)著陸時(shí)隙多目標(biāo)優(yōu)化分配[J]. 張洪海,胡明華.  系統(tǒng)管理學(xué)報(bào). 2009(03)
[6]空中交通流線性二次型最優(yōu)控制[J]. 劉強(qiáng),白存儒,林鍵,陳靈清.  交通與計(jì)算機(jī). 2008(06)
[7]時(shí)隙分配算法在CDMGDP程序中的應(yīng)用[J]. 周茜,張學(xué)軍,柳重堪.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(09)
[8]通信網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)重要性的評價(jià)方法[J]. 陳勇,胡愛群,胡嘯.  通信學(xué)報(bào). 2004(08)
[9]區(qū)域空中交通流量控制研究[J]. 趙嶷飛,金長江.  飛行力學(xué). 2002(02)
[10]基于地面等待策略的航班時(shí)刻規(guī)劃方法[J]. 胡明華,錢愛東,蘇蘭根.  航空學(xué)報(bào). 2001(03)

碩士論文
[1]基于緊密度和節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)度的鏈接預(yù)測算法研究[D]. 張翠云.燕山大學(xué) 2017
[2]天氣影響的終端區(qū)空域容量評估研究[D]. 范興.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]基于CDM的ATFM策略分析及資源分配機(jī)制研究[D]. 李泉.南京航空航天大學(xué) 2006



本文編號：3333667