基于模糊约束的空中交通流量预测模型研究

鉴于传统流量预测模型存在预测精度差、耗时长、效率低的不足，将模糊约束引入空中交 通系统，用于表示人工智能领域中一些不确定的信息，构建了基于模糊约束的空中交通流量预测模型。通过分析影响模糊约束的决策向量、模糊参数向量及模糊约束集三个因素，提出预测模型 的构建流程，选取空中交通路线多转折点，并获取模糊矩阵，建立了空中交通流量预测模型。实验结果表明，对空中交通流量进行预测时，采用改进的预测模型相比传统预测模型的预测结果较 优、耗时较短、精度较高。     

扩容空中交通管理研究

随着全球空中交通流量以前所未有的速度在递增,我国的空中交通管理的管理体制、应用技术以及管理理念已经越来越不能满足空中交通发展的需求。本文首先介绍了“扩容空中交通管理”这个新概念,然后结合我国现行的空中交通管理现状,将扩容空中交通管理与现行空中交通管理进行了全面对比,然后,结合我国空中交通管理特有的运行环境以及未来空中交通管理的发展趋势,提出我国空中交通管理应该由分散向集中统一管理转变;管理中的流量管理子模块将实行战略、预战术、战术三个阶段的协同流量管理;最后实现“空天地”一体化管理。     

确定性空域容量约束下的区域流量管理优化模型

为解决区域内空中交通拥挤问题,以最小化总权重延误和最小化区域外权重延误为优化目标,通过决策偏好参数关联两个优化目标,在确定性扇区容量约束的基础上,增加了流量尾随间隔限制约束和扇区最大允许延误时间约束,构建了满足区域性流量管理实际运行约束条件的基于时间计量的流量管理整数规划模型.选取中南区域的实际空域和航班计划数据,采用CPLEX优化软件求解模型.结果表明:目标函数中的决策偏好参数能调节两个优化目标;新增的约束条件能满足实际运行需求和保证策略的可实施性,即在实施生成的策略时不产生额外的管制员工作负荷.     

大交通流量条件下分布式空管系统安全性分析

尽管分布式空中交通管理系统相比集中式系统具有容错性好的特点,但是,随着空中交通流量的增长,由于多米诺效应的影响,系统的稳定性下降,安全性降低.本文建立了大流量条件下分布式系统的安全性计算模型,分析了系统的安全性随空中流量的增长而变化的规律.仿真结果表明在大流量时分布式系统的安全性低于集中式系统.     

飞行冲突解脱与恢复几何模型及管制策略

已知两航空器的三维位置、速度及本机预计到达目标点时间,得出了满足几何最优和机动次数最少、解决飞行冲突并同时保证预计到达目标时间不变条件的多种冲突解脱与恢复模型.仿真计算验证了所得模型的有效性.该模型适用于机载设备及空中交通管制自动化系统.在此模型上经大量仿真,综合出了切保护区边界这极限情况并适合空中交通管制员调配的冲突解脱与恢复管制策略表.空中交通管制员只需考虑一定的安全裕量,这些策略即可应用于在实际管制中.     

空中交通流量的短期预测

用霍尔特-温特斯模型对机场的短期空中交通流量进行预测,首先介绍了该模型的具体预测步骤,并采用面向对象的软件技术,设计开发了预测模型软件.该预测模型软件除了可以根据用户设定的平滑系数进行预测之外,还可以自动计算出预测效果较优的"最优平滑系数".本文利用自1998年来首都机场各个月份的交通流量实际数据,对2006年的12个月份数据进行预测,经过与实际数据的比较发现相对误差在3%左右.结果表明,基于"最优平滑系数"的霍尔特-温特斯模型能较好的预测机场的短期空中交通流量,是一种为空中交通战略流量管理提供准确数据的有效方法.     

浅析影响空中交通管制安全的人为因素

伴着国内高速发展的航空运输业,人为因素成为影响空中交通管制安全的重要因素,对人为因素的分析有利于从认知角度找出影响空中交通管制的原因并加以改善。围绕管制员的技术能力、工作经验、心理素质等四个方面对人为因素进行简要的分析,并提出空中交通管制中的人为因素的管理对策。     

空域分类技术研究

空域是国家重要资源,是航空器的活动区域。对空域进行科学统筹管理,实现空域使用的效益最大化极为重要。空域分类是空域管理的重要组成,国际民航组织规定空中交通服务空域必须按要求进行分类和命名。本文通过研究国内外空域分类现状,对比分析中美两国空域分类和运行情况,总结了我国空域分类和规划的不足之处;在学习和借鉴航空业发达国家空域分类成功经验的基础上,概括了我国空域分类应考虑的主要因素,并参照国际民航组织和欧美等国的空域分类标准提出适合我国航空业发展的空域分类调整建议。     

基于改进加权一阶局域法的空中交通流量预测模型

空中交通流量精准预测是实施空中交通控制和管理的重要前提.针对空中交通流量时间序列的内在混沌动力特性,研究了基于改进加权一阶局域法的混沌交通流量时间序列预测模型.首先,提出了一种临近相点演化加权的改进一阶局域预测法,并通过在预测过程中构建误差序列进行预测结果修正;其次,利用关联维数出现饱和现象验证了4组不同统计时间间隔的实测空中交通流量时间序列均存在混沌特性;最后,在对空中交通流量时间序列进行相空间重构的基础上,利用改进加权一阶局域预测方法进行了流量预测结果的对比实验.结果表明,4组空中交通流量时间序列预测精度均有提高,时间尺度为10 min的流量预测效果最好,预测相对误差减小了29.7%.      

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全国民航空中交通量的长期预测是空中交通管理部门制定空域规划方案的重要依据. 本文基于GM(1,1)模型和最小二乘法原理,首次提出了空中交通流量灰组合长期预测模型;同时根据我国民航1985～2008年的飞机起降架次的历史数据,研究了时间序列预测、回归预测以及神经网络预测三种常用预测方法对中国民航空中交通量进行预测的适应性;通过分析我国民航空中交通量数据的特点以及各种预测模型的预测结果表明,本文提出的灰组合预测模型在上述各种预测模型中预测精度最高.     

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随着城市社会经济的发展，城市道路交通供给和需求的矛盾日益突出，并引发很多交通问题。本文根据城市交通的特点和面临的交通问题，提出基于交通灯控制的城市交通流动态管理系统。通过分析城市交通流的特征，将通信网研究领域的流量控制思想和计算机图形学的拓扑优化思想引入城市交通的流量优化研究中，提出控制城市交通流量优化和规避拥塞的算法。这项技术可以帮助交通管理部门根据实时交通信息，自动生成动态交通流控制方案，改变城市道路中的交通流分布，从而提前根除和缓解交通阻塞，优化城市交通管理。     

ITS在解决城市道路交通拥堵方面的应用

智能交通系统是一项高技术、高投入的系统工程,作为一种解决交通拥堵问题的有效途径,在世界范围内广泛应用的趋势将不可逆转.为此,我们必须加快研究适合我国城市交通发展现状的智能交通系统和设备,研究相应的管理技术,全面引进和应用智能交通系统来有效地缓解日益严重的城市交通拥堵问题.     

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为了及时发现和预警城市交通高峰时期的偶发事件,研究了态势监控的城市交通拥堵动态跟踪问题.对交通拥堵的相关属性、变化规律、空间分布以及判别方式等进行综合研究的基础上,分析了道路交通流的非线性动力学特征,建立了基于时空分布的路网交通拥堵态势监控的动态预警模型,提出了解决城市路网交通拥堵的方法,达到了充分利用交通资源、疏导交通、缓解交通拥堵的目的.该模型在对占有率、速度、流量三个基本交通流参数进行处理获得新的交通拥挤判别指标基础上,通过形态识别模型对拥堵状态进行判定.实例分析表明,该模型为缓解城市交通拥堵问题、提高城市交通管理水平、改善道路交通安全形势等具有重要的理论意义和应用价值.     

平面交叉口渠化设计方法研究

平面交叉口交通组织优化是缓解大城市交通拥堵的关键.针对北京市交叉口渠化问题,总结阐述平面交叉口的典型渠化设计问题及相应措施,以HCM中交叉口通行能力计算流程为基础,结合北京市某大型交叉口调研数据,利用VISSIM软件构建交叉口仿真模型,并对比分析改善措施实施前后相关交通运行评价参数.仿真分析表明,通过移除占路线杆,并渠...     

基于对偶分解算法的空中交通流量管理研究

从国家空域系统角度出发,考虑因突发扰动导致部分空域容量受限的情况,以国家空域系统内所有航空器总延误最小为目标函数,建立一种基于多物流网络的空中交通流量管理模型,并采用对偶分解算法对模型求解.通过实例仿真验证此方法的实用性和有效性.     

公路网规划中交通流分配的动态规划法

在分析公路网规划中交通流路网分配的概念及其计算方法的基础上,对交通动态分配过程及其交通分配模型进行的分析表明,该模型的选择是解决区域性公路网合理性和最优化问题的关键．     

考虑前后车速度和减速幅度的元胞自动机模型

三相交通流理论和基本图方法对自由流到拥挤流的相变过程提出不同的解释,双方争议至今没有解决.基于典型慢启动模型规则,本文提出一个考虑前后车速度和减速幅度的交通流元胞自动机模型来探讨自由流到拥挤流的相变.新慢启动模型的减速幅度大小与前车速度相关,两个减速幅度值分别对应缓慢减速和急减速.新慢启动模型的数值模拟结果表明：同一密度值对应的交通状态可能是自由流,也可能是拥挤流;小堵塞集团可以稳定存在于道路系统并有同步的趋势;当道路系统中存在大量不考虑舒适驾驶并倾向于急减速的车辆,在此条件下,三相交通流理论提出的紧致压缩效应不具有合理性,自由流状态可以直接相变为堵塞状态.     

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随着城市中心商业区的快速发展,其造成的城市交通拥堵已经成为影响居民出行和城市发展的严重障碍.本文以城市中心商业区的混合交通流为研究对象,建立了基于动态分配的交通流诱导优化模型.首先,基于总体费用函数的路径选择概率对城市中心商业区的交通流进行动态交通分配.然后,根据分配结果确定拥堵路段,据此给出不同交通诱导措施,再应用所建模型选择最佳方案.最后,采用VISSIM交通仿真软件,对天津市滨江道商业区的混合交通流进行动态仿真,并针对不同的交通诱导措施,应用所建模型对诱导方案进行仿真和评价,确定最优方案,从而有效地减少交通拥堵.     

基于元胞自动机的城市道路偶发性拥堵交通行为模拟

以元胞自动机模型为基础,在传统的车辆换道规则上,引入驾驶人行为因素,根据不同区域交通流特点和驾驶行为特点,给出了不同的车辆换道规则,建立了一种适用于城市道路偶发性拥堵交通流行为分析的元胞自动机改进模型。并利用该模型,模拟分析了偶发性拥堵发生时不同车流密度的车辆排队和平均车速情况。