本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域資源配置關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：隨著航空運(yùn)輸量的快速增長(zhǎng),終端區(qū)作為航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),運(yùn)行壓力逐漸增大,尤其是飛行量較高的繁忙機(jī)場(chǎng)終端區(qū),具有進(jìn)離場(chǎng)航線相互交織、機(jī)動(dòng)空間狹小、航班密度高等復(fù)雜性特點(diǎn),已成為飛行沖突頻發(fā)、航班延誤加劇的“瓶頸”空域單元。以機(jī)場(chǎng)終端區(qū)為研究對(duì)象,開展空域資源配置相關(guān)技術(shù)研究,能有效降低航班延誤程度、提高空域資源利用率,對(duì)提升我國(guó)空域資源管理水平具有重要意義。本文在綜合分析國(guó)外內(nèi)相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上,從戰(zhàn)略空域資源管理的視角,圍繞滿足終端區(qū)戰(zhàn)略交通需求的目標(biāo),研究了機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域資源配置若干關(guān)鍵技術(shù)和方法,主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:(1)研究了機(jī)場(chǎng)終端區(qū)容量影響因素分析方法。在綜合分析終端區(qū)運(yùn)行特點(diǎn)和容量概念的基礎(chǔ)上,定性分析了影響終端區(qū)容量的主要因素,選取全國(guó)11個(gè)典型機(jī)場(chǎng)終端區(qū)為樣本,提取了20個(gè)影響因素,對(duì)各因素進(jìn)行了指標(biāo)化以及量化處理,建立了基于主成分分析的容量影響因素分析方法,分析了單因素的重要性和多因素的相關(guān)性,提煉出反映物理容納能力、交通流分布、航線結(jié)構(gòu)、機(jī)型混雜程度四個(gè)方面的的主成分;以主成分為變量,使用Q型聚類方法,將11個(gè)終端區(qū)分成了5類,有利于統(tǒng)籌制定終端區(qū)空域資源配置策略。(2)建立了機(jī)場(chǎng)終端區(qū)容量評(píng)估模型,探究了終端區(qū)容量影響機(jī)理。在分析現(xiàn)有空域容量評(píng)估方法特性的基礎(chǔ)上,結(jié)合航線物理結(jié)構(gòu)、交通流速度、管制間隔、機(jī)型配比等因素,建立了基于阻塞流的進(jìn)場(chǎng)容量評(píng)估模型和離場(chǎng)容量評(píng)估模型,并以跑道Pareto容量包線為約束,明晰了進(jìn)離場(chǎng)容量的函數(shù)關(guān)系,建立了基于阻塞流的終端區(qū)極限容量評(píng)估模型;以杭州終端區(qū)為例,證明了惡劣天氣影響下終端區(qū)進(jìn)場(chǎng)容量階梯狀漸變關(guān)系,以及不同運(yùn)行模式下移交間隔變化引起進(jìn)場(chǎng)容量變化規(guī)律;使用因素分析法,研究了移交間隔、機(jī)型比例、管制間隔等因素變化對(duì)終端區(qū)極限容量影響的特點(diǎn)和規(guī)律,為開展終端區(qū)空域資源配置研究提供了依據(jù)。(3)研究了機(jī)場(chǎng)終端區(qū)戰(zhàn)略交通需求預(yù)測(cè)方法。在綜合分析現(xiàn)有典型預(yù)測(cè)方法適用性的基礎(chǔ)上,以機(jī)場(chǎng)起降量為預(yù)測(cè)對(duì)象,考慮影響起降量發(fā)展的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、人口等經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素,以及歷史數(shù)據(jù)的時(shí)間序列特點(diǎn),建立了計(jì)量經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)、灰色數(shù)列預(yù)測(cè)三個(gè)獨(dú)立模型,并使用基于熵權(quán)的組合預(yù)測(cè)方法,對(duì)2020年全國(guó)機(jī)場(chǎng)起降總量進(jìn)行了預(yù)測(cè);以梯減法為主線,結(jié)合全國(guó)起降總量預(yù)測(cè)結(jié)果,利用指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)權(quán)重,建立了包含地區(qū)、機(jī)場(chǎng)群和多機(jī)場(chǎng)終端區(qū)、單機(jī)場(chǎng)的多層級(jí)終端區(qū)流量戰(zhàn)略預(yù)測(cè)模型,并對(duì)2020年前全國(guó)各層級(jí)機(jī)場(chǎng)起降量進(jìn)行了預(yù)測(cè),為終端區(qū)容量需求研究奠定了基礎(chǔ)。(4)研究了終端區(qū)戰(zhàn)略容量需求預(yù)測(cè)方法。結(jié)合終端區(qū)時(shí)空分布特點(diǎn),以全國(guó)各層級(jí)起降量預(yù)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ),構(gòu)建以目標(biāo)機(jī)場(chǎng)為中心的O-D矩陣,建立了基于Fratar模型的終端區(qū)航班時(shí)刻需求預(yù)測(cè)方法,以杭州機(jī)場(chǎng)為例,對(duì)2020年航班時(shí)刻需求進(jìn)行了預(yù)測(cè);在論證航班時(shí)刻需求泊松分布特性的前提下,建立了機(jī)場(chǎng)終端區(qū)開環(huán)排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)模型以及容量需求模型,研究了2020年杭州終端區(qū)在隔離運(yùn)行、半混合運(yùn)行(兩起一落)和混合運(yùn)行三種模式下的容量需求,為終端區(qū)開展空域資源配置提供了建設(shè)目標(biāo)。(5)研究了終端區(qū)空域資源配置策略綜合評(píng)價(jià)方法。結(jié)合終端區(qū)容量影響因素分析及機(jī)理研究成果,確立了為提升終端區(qū)保障能力可采用的三類終端區(qū)空域資源配置策略,為評(píng)定各策略優(yōu)劣等級(jí),構(gòu)建了包含空域資源利用率、服務(wù)質(zhì)量和建設(shè)維護(hù)投入的空域配置策略多維度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,實(shí)現(xiàn)了定性和定量指標(biāo)的有效結(jié)合,建立了基于可拓多層次狀態(tài)分類的終端區(qū)空域資源配置策略綜合評(píng)價(jià)模型,對(duì)不同配置策略進(jìn)行了等級(jí)評(píng)定,為機(jī)場(chǎng)終端區(qū)未來(lái)建設(shè)發(fā)展提供決策參考和技術(shù)支持。論文以戰(zhàn)略長(zhǎng)遠(yuǎn)的視角建立了較系統(tǒng)的研究思路,研究并豐富了空域管理相關(guān)的理論和方法,為終端區(qū)空域資源管理工作的開展提供了有力支撐。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)場(chǎng)終端區(qū) 容量影響機(jī)理 空域資源配置 交通需求戰(zhàn)略預(yù)測(cè) 容量需求預(yù)測(cè) 阻塞流理論 開環(huán)排隊(duì)網(wǎng)絡(luò) 可拓多層次狀態(tài)分類
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V355
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 注釋表17-21
• 縮略語(yǔ)表21-22
• 第一章 緒論22-39
• 1.1 研究背景及意義22-24
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究綜述24-32
• 1.2.1 終端區(qū)容量影響機(jī)理研究24-26
• 1.2.2 終端區(qū)戰(zhàn)略需求預(yù)測(cè)研究26-28
• 1.2.3 終端區(qū)空域資源配置研究28-30
• 1.2.4 終端區(qū)運(yùn)行效能評(píng)價(jià)研究30-32
• 1.3 研究方案32-37
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容32-33
• 1.3.2 解決的關(guān)鍵問(wèn)題33-34
• 1.3.3 技術(shù)路線34-36
• 1.3.4 章節(jié)安排36-37
• 1.4 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)37-39
• 第二章 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)容量影響因素提取及分析39-68
• 2.1 概述39-43
• 2.1.1 終端區(qū)構(gòu)成及運(yùn)行分析39-40
• 2.1.2 終端區(qū)空域容量概念剖析40-43
• 2.2 終端區(qū)容量影響因素分析43-44
• 2.3 基于主成分分析的終端區(qū)容量影響因素研究44-63
• 2.3.1 主成分分析法簡(jiǎn)介44-46
• 2.3.2 容量影響因素析取46-52
• 2.3.3 基于主成分分析法的影響因素分析52-63
• 2.4 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)聚類分析63-67
• 2.5 本章小結(jié)67-68
• 第三章 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)容量建模及影響機(jī)理研究68-88
• 3.1 概述68-69
• 3.2 基于阻塞流的終端區(qū)容量模型69-81
• 3.2.1 阻塞流基本概念69
• 3.2.2 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)進(jìn)場(chǎng)容量建模69-73
• 3.2.3 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)離場(chǎng)容量建模73-74
• 3.2.4 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)極限容量建模74-81
• 3.3 杭州機(jī)場(chǎng)終端區(qū)容量影響機(jī)理研究81-87
• 3.3.1 終端區(qū)進(jìn)場(chǎng)容量影響機(jī)理81-84
• 3.3.2 終端區(qū)極限容量影響機(jī)理84-87
• 3.4 本章小結(jié)87-88
• 第四章 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)戰(zhàn)略交通需求預(yù)測(cè)88-111
• 4.1 概述88-89
• 4.2 基于熵權(quán)的機(jī)場(chǎng)起降量組合預(yù)測(cè)模型89-93
• 4.2.1 基于計(jì)量經(jīng)濟(jì)的機(jī)場(chǎng)起降量預(yù)測(cè)模型89-90
• 4.2.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)場(chǎng)起降量預(yù)測(cè)模型90
• 4.2.3 基于灰色數(shù)列的機(jī)場(chǎng)起降量預(yù)測(cè)模型90-91
• 4.2.4 基于熵權(quán)的機(jī)場(chǎng)起降量組合預(yù)測(cè)模型91-93
• 4.3 基于梯減法的多層級(jí)起降量預(yù)測(cè)模型93-96
• 4.3.1 梯減法預(yù)測(cè)模型93-94
• 4.3.2 偏好選擇模型94-96
• 4.4 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)起降量戰(zhàn)略預(yù)測(cè)算例96-110
• 4.4.1 全國(guó)機(jī)場(chǎng)起降量戰(zhàn)略預(yù)測(cè)96-100
• 4.4.2 多層級(jí)機(jī)場(chǎng)起降量戰(zhàn)略預(yù)測(cè)100-110
• 4.5 本章小結(jié)110-111
• 第五章 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)戰(zhàn)略容量需求預(yù)測(cè)111-134
• 5.1 概述111-112
• 5.2 基于Fratar模型的航班時(shí)刻需求預(yù)測(cè)方法112-119
• 5.2.1 全國(guó)航班O-D矩陣構(gòu)建112-114
• 5.2.2 Fratar交通分布預(yù)測(cè)模型114-115
• 5.2.3 實(shí)例分析115-119
• 5.3 基于排隊(duì)論的容量需求模型119-133
• 5.3.1 排隊(duì)論基本理論與方法119-123
• 5.3.2 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)容量需求預(yù)測(cè)123-127
• 5.3.3 實(shí)例驗(yàn)證分析127-133
• 5.4 本章小結(jié)133-134
• 第六章 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域資源配置策略及綜合評(píng)價(jià)方法134-157
• 6.1 概述134-136
• 6.2 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域資源配置策略136-139
• 6.2.1 跑道運(yùn)行模式調(diào)整136-137
• 6.2.2 航路（航線）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化137-138
• 6.2.3 交通流優(yōu)化138-139
• 6.3 機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域資源配置策略綜合評(píng)價(jià)方法139-146
• 6.3.1 空域資源配置策略評(píng)價(jià)指標(biāo)體系139-142
• 6.3.2 空域資源配置策略綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)處理142-144
• 6.3.3 基于可拓層次分析法的指標(biāo)權(quán)重確定144-145
• 6.3.4 基于可拓多層次狀態(tài)分類的終端區(qū)空域資源配置策略評(píng)價(jià)145-146
• 6.4 實(shí)例分析146-156
• 6.4.1 杭州機(jī)場(chǎng)終端區(qū)運(yùn)行概況146-147
• 6.4.2 杭州機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域資源配置策略147-150
• 6.4.3 杭州機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域資源配置策略綜合評(píng)價(jià)150-156
• 6.5 本章小結(jié)156-157
• 第七章 結(jié)論與展望157-159
• 7.1 研究結(jié)論與成果157-158
• 7.2 研究局限與展望158-159
• 參考文獻(xiàn)159-168
• 致謝168-170
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文170-171

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本文編號(hào)：805539