机场容量评估中仿真飞机流的设计与实现

为了提高机场及终端区容量评估的计算精度,以机场实际航班运行数据库为基础,讨论了仿真飞机流的数据构成,提出了飞机流的仿真思路、模块结构设计和仿真流程,构建了飞机流生成模型.为保证航空器运行的"单列不可超车"性和最小运行间隔要求,运用数理统计方法,确定了机头距服从移位负指数分布的假设检验,并采用素数模积式发生器和逆变法保证了仿真过程的随机性,编程实现了随机飞机流的仿真.算例仿真结果表明,此模型是可行的,实现了统计意义上机头距概率分布类型的优化,为容量仿真评估提供了较为理想且准确的仿真飞机流.     

多机场终端区进场交通流建模与仿真分析

为了揭示多机场终端区交通系统拥堵机理,从多机场终端区交通流基本运行特征出发,定义了空中交通流特征参数.考虑空中管制员的反应时间,运用跟驰理论和局域先到先服务原则,建立了符合管制认知的进场交通流模型.结合某终端区实例,在模型的基础上运用NetLogo仿真工具构建三维运行场景,通过实验统计交通流宏观态势演化过程中数据,分析了交通流特征参数关系以及配流、调速对终端区运行容量影响,挖掘了交通流特性及其相变规律.仿真结果表明:①流量与速度密度乘积存在显著的线性关系,进场交通流存在明显相变与迟滞特征,可划分为自由相、畅行相、伪拥塞相和同步拥塞相等基本相态;②配流、调速对终端区运行容量有显著影响.      

多机场终端区联合放行策略优化

多机场终端区内各机场之间共享某些离场空域资源.当这些公共资源容量受限时,各机场的离场航班需地面等待.为了降低延误损失,提出了一种多机场联合放行策略.在多元受限约束下,考虑机型、航班延误成本和机场优先级等因素,以最小化总延误成本为目标,建立多机场联合放行模型.用遗传算法求解模型,仿真结果表明该优化模型能合理规划终端区内离场航班的起飞时刻,减少了航空公司的运营成本.     

基于 Monte-Carlo 模拟的进场排序不确定性研究

为了提升终端区航班排序抵御不确定因素扰动风险的能力,保证航班运行效率及降低延误损失,综合考虑终端区运行的多种约束限制.基于不确定性因素对进场航班影响分析,以航班总延误和管制干预最小为目标,建立进场航班排序的多目标随机期望值模型.应用 Monte-Carlo 模拟方法刻画航班运行状态随机变量的统计特征,将模型所求目标函数值表征为随机模拟的数学期望,设计了带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)寻求模型的 Pareto 最优解集,绘制不同阈值的缓冲间隔下得出 Pareto 前沿拟合曲线.采用广州终端区典型时段进场航班数据进行仿真验证,结果表明模型中不同阈值范围的缓冲间隔设置,可提供权衡航班延误和管制干预之间的合理化建议,且最高可降低32.4%的航班延误.所提方法能有效缓解繁忙机场航班延误,提升航空运输服务能力.      

电动汽车蓄电池键合图建模及仿真

对蓄电池建模方式进行探讨并采用等效电路法建模，对SOC的计算进行比较讨论后采用更加合理的算法，对蓄电池散热系统及热系统的键合图建模方法进行深入探讨，建立了散热系统的键合图模型。利用键合图建模方法的优势，将蓄电池等效电路的键合图模型和散热系统的键合图模型耦合在一起，建立了蓄电池系统的键合图模型，并由此导出数学模型，进一步建立仿真模型，实现了蓄电池的动态仿真，并与试验结果进行比较得到很好的效果。     

双轴转向8×4货车多体动力学仿真分析及系统开发

以多体系统动力学理论为基础,建立了双轴转向8×4货车的多体系统动力学模型,建模过程中考虑了弹簧、阻尼器以及橡胶衬套的非线性特性,并以ADAMS软件为二次开发平台,建立了整车非线性多体动力学仿真分析系统,实现了以下功能:对双轴转向8×4货车整车模型的参数化自动建模功能;按照国标试验工况的自动仿真分析功能;符合汽车评价标准的仿真结果数据后处理功能。最后通过实车试验验证了模型的正确性,在此基础上进行了整车的随机输入平顺性分析。     

基于遗传算法的飞机滑行路径优化

研究了飞机场面安全滑行问题,将典型冲突限制规则和安全间隔作为约束条件,建立了系统的无冲突滑行路径优化模型。基于遗传算法给出了该问题的优化算法,并进行了实际算例的计算机仿真验证。与不考虑冲突约束条件的最短路径算法的对比结果表明,算法避免了最短路径算法中存在的冲突现象,可以为繁忙机场的安全运行提供决策支持。     

基于MBSE的智能汽车信息物理系统建模方法（英文）

智能车辆信息物理系统（IVCPS）可以基于道路和车辆信息资源实时控制车辆的运行轨迹,在降低车辆能耗方面具有很大潜力。然而,目前对基于云的预测巡航控制（CPCC）体系结构的研究忽略了体系结构实现和应用的可行性,没有对体系结构的合理性进行验证。为建立IVCPS体系结构与应用验证之间的联系,促进IVCPS多领域、多学科协同设计、联合仿真、系统集成,提出了基于模型系统工程（MBSE）的IVCPS建模方法。首先,构建了IVCPS的整体分层体系结构,明确了各层体系结构的构成要素。然后选择系统建模语言（SysML）作为建模工具,构建了需求-功能-逻辑-参数（RFLP）建模框架。最后,以IVCPS云预测巡航控制系统为例,利用RFLP框架对CPCC系统的需求、功能、逻辑和参数进行建模和分析。模拟结果证明MBSE可以实现对CPCC系统的需求分析、功能分解、逻辑架构设计和系统参数标定进行统一建模,促进CPCC系统理论架构的仿真验证,并能够测试、分析CPCC架构对于智能网联汽车的运行轨迹优化和油耗降低效果。本研究旨在为提高IVCPS系统建模的交互性、可重用性和兼容性奠定基础。     

高速公路视景仿真系统的应用研究

高速公路视景仿真系统通过建立模拟现实世界的模型系统,并分析运行模型获取的数据来对道路的线形、景观、环保等方面进行评价。重点介绍了孝襄高速公路仿真系统的建模方法、模型简化方法和实时系统的优化方法,在此基础上提及了进行开发以得到专门适合道路景观评价的界面。     

基于可靠性理论的机场中间联络道位置优化模型

为了提高机场的运行效率,降低飞机在跑道上的占用率,对机场中间联络道最优位置的问题进行了系统的研究。分析了飞机的着陆滑跑过程,得到无效着陆滑跑距离。在此基础上,建立了基于可靠性理论的机场中间联络道位置优化模型。基于蒙特卡洛方法,对某种特定机型组合,通过Matlab软件对飞机着陆过程进行仿真模拟,以加权无效着陆滑跑距离为目标函数,从而得到中间联络道最优位置。最后结合湖南某机场实例,分析了在不同机型组合、不同形式中间联络道的情况下,中间联络道最优位置的变化情况。     

机场群共用航路点的航班排序模型及算法

机场群上空空域资源共享、运行耦合复杂，拥堵往往发生在共用航路点。为缓解空域拥堵和航班延误问题，开展了机场群共用航路点的优化排序研究。针对共用航路点的运行特征，引入惩罚因子并以总延误时间成本最小为优化目标，建立了机场群共用航路点的航班优化排序模型，基于滑动时间窗算法和粒子群优化算法的原理提出了TW-PSO组合优化算法对模型进行求解。选取京津冀机场群过共用航路点的航班进行算例仿真，结果表明:TW-PSO组合优化算法与FCFS算法、滑动时间窗算法、粒子群优化算法相比在高峰时段的总延误时间成本分别减少了216，212，161 min；在算法性能方面，具有比经典算法迭代次数少、优化效果更佳的优点，能有效缓解航班延误问题，改善机场群的协同运行效率。      

恶劣天气下多航空器改航路径的仿真优化算法

针对恶劣天气下区域管制区内，多航空器改航路径规划中缺乏降低管制员工作总负荷的考虑。以贵阳区域管制区为例，研究了恶劣天气下多航空器改航路径的仿真优化算法。采用灰色模型预测飞行受限区的动态影响范围；利用几何算法预先规划可供选择的改航路径；改进离散粒子群优化算法的运算规则；以整个区域管制区内改航总路径最短和管制员工作总负荷最低为目标，结合预测的飞行受限区、预先规划的改航路径、改进离散粒子群优化算法和全空域与机场模型实现恶劣天气下多航空器改航路径的仿真优化算法。结果表明，该仿真优化算法经过多次迭代，获得了改航优化方案；与采用传统粒子群算法的仿真优化算法相比，管制员工作总负荷下降了7.52%，改航总路径距离减少了4.48%；与采用多目标粒子群算法和非支配排序遗传算法-II的改航路径算法相比，其改航路径距离略长，但考虑了管制员工作负荷的影响。该仿真优化算法能在减少改航路径距离的同时有效降低管制员工作负荷，对实际改航规划具有借鉴意义。      

协同式地面等待程序中时隙公平分配研究

研究了CDM GDP机场时隙资源的公平分配问题,提出了基于延误成本公平分配的新的协同地面等待优化模型.给出了航班延误成本的计算方法,将其应用于优化模型中目标函数的计算,并利用遗传算法对模型求解.最后,应用国内某机场的实际数据进行仿真验证,并与RBS算法作了比较.仿真结果表明,所提模型不仅能有效地分配GDP期间的有限时隙,使总延误成本比RBS算法降低了18%,而且使得航空公司间的延误损失得以均衡,显著提高了分配的公平性.     

考虑接缝影响的机场水泥混凝土道面结构响应

接缝是机场水泥混凝土道面结构的重要组成部分，通过分析道面接缝传荷机理，考虑大型军用运输机复杂起落架构型和多轮荷载的作用特点，以伊尔-76为例，采用弹簧单元模拟道面板的接缝传荷，基于“地基-道面结构-飞机轮载”的相互作用，利用有限元软件建立了足尺9块板水泥混凝土道面三维有限元模型。应用该模型，计算了飞机多轮荷载作用下水泥混凝土道面结构的力学响应，对比了考虑与不考虑接缝的差异，并与美国EverFE2．0模型计算结果进行了对比。研究表明所建模型可较好地模拟道面接缝的作用机理，计算应力能更合理地反映道面结构的受力状况。     

基于LabVIEW的汽车动力性仿真研究

汽车动力性是汽车最重要的基本性能之一，为快速、准确预测汽车的动力性，运用LabVIEW图形化编程软件，在汽车动力性数学模型基础上设计了汽车动力性仿真程序。通过对某款轿车的实例仿真，验证了程序的准确性，从而为汽车动力性分析和汽车结构优化提供了参考借鉴。     

基于AMESim的电控汽油喷射器喷射仿真研究

电控汽油喷射器是汽车发动机电控汽油喷射系统中最关键、技术难度最大的部件，为研究电控汽油喷射器特性参数对其喷射效果的影响．采用工程系统仿真软件AMESim建立电控汽油喷射器喷射仿真系统模型．对其进行分析研究，为实现电控汽油喷射器的结构优化设计提供了依据。     

遥墙国际机场主要集散道路方案设计及评估

进出场道路作为机场主要的集散通道,其合理性对机场的高效运行,至关重要。本文采用定量为主,定性为辅的方法,以机场和周边客流量为基础,确定进出场道路的规模,并利用模型对进出场道路方案与周边路网适应性进行评价,保证进出场道路方案的合理性,对类似项目具有指导意义。     

基于联合模型的机场航站楼寻路影响因素

为解决旅客感知对机场航站楼寻路影响缺乏定量描述的问题,使用个人素质能力、感知信息有效性、感知设施布局分散程度这3个潜变量作为旅客在寻路过程中的感知影响变量。结合个人属性、出行特征、机场状况等变量,构建融合旅客感知影响的机场航站楼寻路SEM-Logit联合模型,并运用问卷调查数据进行实证分析。结果表明,感知因素潜变量对航站楼内的寻路过程具有重要影响作用。个人素质能力（0.107）、感知信息有效性（0.379）对寻路便捷程度具有正向影响,感知设施布局分散程度（-0.330）具有负向影响;旅客的年龄、性别也是影响航站楼寻路的关键因素。联合模型比基础回归模型考虑因素更全面、解释能力更强。      

基于遗传算法的航班离港调度建模及仿真

针对目前机场容量与空中交通需求矛盾日益突出的问题,通过建立符合实际需求的离港排序模型.采用非线性优化技术给出较佳的离港航班序列,引入起飞序并以此作为优化推出时间的约束条件.仿真结果表明,文中采用的基于遗传算法给出了较佳的离港航班序列,比现行的"先达到滑行节点先服务"模式减少了离港滑行时间,并保证了滑行无冲突,减少整个机场的运行成本,可提高机场运行的能力,并为离港航班调度问题提供技术支持.