跑道着陆容量的数学模型及其分析

认为影响到达时间间隔的因素大部分是随机变量，因此必须采用概率论的方法建立机场跑道运行容量模型．从管制员的工作角度出发，建立了单跑道着陆概率容量分析模型．该模型以实际统计数据为依据，考虑了进近速度、位置不确定性、风速、跑道占用时间和机型组合等随机变量的影响．此外，给出了1个算例．计算结果表明，跑道占用时间和间距标准对着陆容量的影响最大，其它参数的影响则相对较小．     

跑道容量的概率模型及容量曲线

跑道容量通常可用跑道容量曲线来表示，它表示了起飞着陆容量间的相互制约关系。从管制员的工作角度出发，以ASAC容量模型为基础建立了跑道容量的概率模型及其C语言实现，以实际机场统计数据，以单跑道容量曲线进行了计算和分析。模型计入了管制规则、进行（起飞）速度、位置不确定性、风速、跑道占用时间、机型组合等随机变量的影响。     

近距平行跑道容量及延误水平计算模型

为了精确评估近距平行跑道容量及其延误,建立了符合实际运行特点的近距平行跑道运行时空图,借鉴经典单跑道混合运行模式下的容量和延误水平计算模型,对离港航班采取插缝放行,利用双排队系统理论与逻辑推理方法,分别建立了近距平行跑道容量与平均延误水平计算模型,并运用仿真方法对模型进行了验证,将模型计算结果和仿真结果进行了比较。对比结果表明:跑道容量差异率为0.58%,最大平均延误和队列差异率分别为1.7%和1.4%,因此,建立的模型客观反映了近距平行跑道系统实际运行状况,是可行的。     

跑道容量仿真模型分析

跑道容量是指在一定的运行条件下,跑道在特定时段内所能服务的起降飞机的最大架次数,对正确地估计跑道容量,减少机场延误有重要作用。在回顾以往的跑道容量计算模型的基础上,使用仿真软件建立单跑道机场的仿真模型,计算仪表飞行条件下单条跑道的容量和延误,并绘制出相应的容量一延误曲线。     

近距平行跑道相关进近模式容量分析

目前近距平行跑道隔离运行下的跑道容量已经得到广泛重视,而运行潜力更大的相关进近模式下的跑道容量分析研究较少.本文借鉴国外近距平行跑道相关进近的运行理念,根据近距平行跑道运行的管制规定,通过引入符合近距平行跑道相关进近的时序图,构建相关进近模式下近距平行跑道的两种主要运行模式的容量模型.以上海浦东机场为例对模型进行验证,并对关键参数包括机型比例、相关进近航空器之间的斜距对跑道容量的影响进行分析.结果表明,本文方法准确把握了运行特征,计算结果对空管运行有很大的指导意义.     

平行跑道容量评估中跑道相关性的确定

阐述平行跑道相关性的机理,归纳各种制约平行跑道运行容量的因素,对比单跑道容量评估方法,针对不同运行模式提出容量评估思路。从实际工作和民航局标准的角度对评价方法进行简化。并以首都机场为实例验证评估方法。     

基于跑道运行类别的航班优化排序方法

现有空中交通基础设施难以满足日益增长的空中交通运输需求,多跑道作为机场的瓶颈区域是造成机场拥挤和航班延误的重要原因。针对跑道起降特性以及实际运行机型引入多跑道运行类别的概念,以最小化航班延误成本为优化目标,根据问题的数学描述,建立了适用于相关运行模式下多种跑道构型的多跑道机场航班优化排序模型。结合动态规划及启发式算法基本理论,采用基于改进动态规划方法的滚动时间窗启发式算法对问题进行求解。实例验证分析了跑道运行类别、安全间隔、时间窗大小对航班延误的影响,并通过更为普遍的跑道系统进行实例验证,进一步分析了滚动时间窗启发式算法的计算性能,验证了建模思想对容量评估效果的影响以及所提模型和方法的有效性和可行性。     

航空器推出决策的优化研究

航空器推出决策一直是机场场面管理的重要研究方向和研究难点．目前,航空器推出决策一般是基于航班飞行计划和地面管制员而给出的,基于航班飞行计划是一种被动型不灵活的手段,地面管制员是根据人工估计滑行道的航空器架次和起飞跑道容量,从而发出推出许可指令,这种做法造成了跑道和滑行道利用率的降低．文中提出一种基于场面监视系统的航空器推出决策优化方法;然后建立了航空器推出决策优化模型,并使用最有可能状态（MLS）启发式算法进行求解;最后对武汉天河国际机场的航空器推出决策优化进行仿真验证,结果表明,优化的航空器推出决策与传统方法相比跑道利用率最大可提高4．8％．     

基于阻塞流的多场景终端区容量影响机理

为研究终端区容量的影响因素及变化规律和趋势,基于终端区运行特性分析,综合考虑航线长度、飞行速度、管制间隔等因素,采用阻塞流理论和方法,建立了终端区容量网络模型.以杭州萧山机场终端区为例,构建了恶劣天气发生位置、双跑道运行模式等多运行场景,分析了不同因素对终端区容量的作用关系和影响规律.研究结果表明:终端区容量受恶劣天气影响呈不均匀阶梯状递减,下降梯度与航线的可替代性紧密相关,当影响AND方向单一进场航线时,容量下降10~20架次/h;不同的多跑道运行模式下容量相差明显,容量区间在33~108架次/h.      

基于机场群的航班选择机场模型分析研究

为了解决枢纽机场因容量限制而产生的航班延误,引入了一种新的概念——机场群,就是地理位置接近的多个机场构成一个超级大的机场,进行航班的共同调度,并且结合地面交通,解决空中交通运输需求问题。本文针对机场群问题进行研究,给出了机场选择模型的数学描述,并结合模糊综合评判方法思想,设计了启发式算法。通过对现实机场情况的仿真,表明了模型的可用性,减少了跑道空闲状态。     

基于环境因素的机场跑道入侵风险评价

随着机场交通量的增大,跑道入侵事件迅速增加,已严重影响到了机场安全,因此,对跑道入侵进行风险评价显得尤为重要。首先将影响跑道入侵的环境因素分为直接环境因素和间接环境因素,建立了跑道入侵风险评价指标体系。基于直接环境因素建立了跑道入侵风险等级评价建议值体系。引入风险系数对评价指标的取值进行处理,将间接环境因素对跑道入侵的影响通过直接环境因素体现出来。然后应用非线性可拓综合评价法建立跑道入侵风险评价模型。最后通过实例分析,验证了该评价方法的可行性。     

梯度法优化下的机场跑道容量结构分析

梯度法(又名最速下降法)是计算机数据优化的经典算法,通过设定选定区域内的任意两个参数进行比较,从而逐步缩小选定区域范围,直至找出极值。梯度法在计算机数据算法领域运用广泛,运用其基本理论及程序编辑,以成都双流国际机场跑道容量结构为例进行分析,找出使用频率及规律,对加强重点季节时段的监管、预测跑道容量、评估跑道运行能力、考量机场饱和度具有重要意义。将计算机中成熟的优化算法运用到民航数据统计及管理中,也是未来民航业发展的趋势。     

基于表面构造的水泥混凝土道面抗滑模型

利用T10型测试车测试了某机场水泥混凝土跑道不同区段摩擦因数,利用照相法和特征描述法对道面不同尺度的构造进行了特征分析,基于测试结果,探讨了道面构造对其摩擦因数的影响规律,提出了基于构造特征参数的道面抗滑能力表达模型。根据对道面宏观、粗观和细观构造特征参数的相关分析,构建了基于构造特征的道面抗滑摩擦因数模型。研究结果表明:构造特征相近的道面,其构造深度为0.6～0.7cm时,摩擦因数为0.40～0.42;构造特征差异较大时,构造深度分别为0.70、0.78cm的区域,摩擦因数分别为0.43、0.75,构造特征对摩擦因数的影响不可忽视;基于道面构造特征的参数化分析,采用道面抗滑摩擦因数模型可定量分析旧道面抗滑性能。     

机场道面沥青盖被摊铺机械的配置与铺筑方法

分析了摊铺机械的特性,结合工程实践,从沥青盖被的总宽度、厚度、跑道横坡度及沥青拌和站混合料的生产能力等因素综合对摊铺机械进行选型与配置,又通过对摊铺机作业的宽度、铺筑的幅数、作业段的长度等问题进行系统的试验,提出了沿跑道纵向全断面的铺筑方法与不停航施工措施.结果表明该方法既能保证施工质量,又能满足机场在不停航条件下的安全需要,是简单、可行的.     

采用实测数据实时修正的机场跑道水膜厚度面域分布预估方法

为精准预估不同跑道状况与降雨条件下跑道水膜厚度的面域分布,基于二维浅水方程建立了水膜厚度面域分布数值模型,开发了基于格心型有限体积法和HLL(Harten, Lax and van Leer)格式近似Riemann解的数值求解算法;在此基础上,引入水膜厚度的实测数据,通过构造伴随方程,采用梯度下降法获取了实际降雨条件下的最优曼宁系数,从而动态修正了二维浅水方程的计算结果,精准预估了跑道水膜厚度面域分布;采用北京首都国际机场安全预警平台的水膜厚度实测数据和车载式LiDAR系统获取的路面高程数据,计算分析了曼宁系数更新间隔和高程空间采样间隔对模型求解效率和精度的影响,并采用实测数据验证了算法的准确性。研究结果表明：为满足水膜厚度实时监测需求,在综合考虑计算耗时与求解精度的条件下,曼宁系数的最优更新间隔为30～300 s,对于表面平整的道面,高程的最优空间采样间隔为0.1～0.5 m,对于存在车辙等病害的道面,高程的最优空间采样间隔为0.10～0.25 m;在真实降雨条件下,水膜厚度计算值与实测值的平均误差为0.13 mm,最大误差为0.76 mm,满足机场对水膜厚度的监测需求。由此可见,建...