A-SMGCS航空器场面滑行初始路径规划

依据先进机场场面引导与控制系统(A-SMGCS)3阶段路由规划策略,给出1种基于Petri网和遗传算法(GA)的A-SMGCS航空器滑行初始路径规划方法,为航空器确定由最优和s-1个次优滑行路径组成的初始滑行路径集合.提出1种基于模块化建模思想、面向路由规划的场面运行扩展赋时库所Petri网建模方法,并对航空器场面滑行特征进行分析;采用Petri网模型的变迁激发序列进行染色体编码,并考虑场面运行管制规则,分别给出染色体合法性检测与修复、交叉和变异算法.以某机场实际运行数据为基础,采用所给方法为所有进离港航班规划初始滑行路径,通过算法时间性能分析以及为实际航班规划初始滑行路径,验证所给方法的有效性.      

航路网络规划技术研究综述

航路网络的科学规划是缓解空中交通运输量持续增加导致航班大面积延误以及安全运行压力增大的有效手段.将当前航路网络规划研究技术分为3大类:采用最优化问题求解思想的局部航路网络优化技术、改变现行管制方式的全局航路网络优化技术,以及新型的高速航路规划技术.文中阐述了每类航路网络规划技术的实施原理、存在的优缺点及不同环境下的适用性,总结现存航路网络规划技术的3个薄弱方面:节点交通流特征的深入认识;管理层和航空器用户飞行路径选择的交互作用;交通规划理论及路面交通研究成果的更多借鉴,并指出未来航路网络规划技术发展方向将是局部规划和高速航路规划技术并存.      

基于航班优先级排序的高峰时刻场面滑行调度优化研究

为解决高峰小时场面航空器滑行冲突,提高机场运行安全和效率,减少航班延误损失,提出了基于航班优先级的航空器滑行调度模型.以基于最短路径的总调度时间最小为目标,使用滚动时域策略,设计预测窗口、滚动窗口、调度子问题、滚动机制等调度要素求解模型.仿真算例表明,此调度模型能够在兼顾航班优先级别属性的同时,规避了滑行中的各类冲突,对枢纽机场高峰小时内的18架不同属性的航空器实施了优化调度,较之原调度方案,总体时间减少了近2 min,提高了总体效率.      

面向节能减排的机场地面运行优化研究

为了减少航空器在地面滑行阶段因等待造成的污染物排放量.在起飞着陆(LTO)循环污染物排放量计算模型基础上,研究了航空器在地面滑行阶段滑行动作类型及对应推力,将研究出的不同滑行动作对应推力值代入LTO循环计算模型,提出了基于滑行动作的航空器污染物排放量计算模型,并以该计算模型为目标函数,以航空器过机场关键节点时间为决策变量,考虑滑行冲突、滑行速度、航空器开始和结束滑行时间3种约束建立航空器场面节能减排滑行优化模型,并利用遗传算法对该模型求解.以哈尔滨机场航班数据进行实例计算,同时借助TAAM仿真软件对机场进行实际运行仿真.通过与TAAM输出仿真数据比较,经过模型优化后污染物排放量总体降低了32.89%,说明通过控制离场航空器推出时间和进场航空器经过其滑行路径关键节点时间可达到节能减排目的.      

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.     

基于MILP的飞机滑行排序的优化

提出了飞机滑行排序的优化问题,目的是最大限度减少滑行时间,提高机场运行效率.根据飞机在机场地面的运动规律,基于确定的滑行路径,考虑滑行路线冲突,建立了该问题的混合整数规划模型.讨论了该复杂优化问题的分解方法,给出了上海浦东机场地面网络的算例,验证了所做工作的实用性.     

面向节油减排的平行多跑道混合运行机场停机位分配模型

针对因隔离平行运行模式与不合理跑道机位使用方案引起的航空器场面滑行排放过高的停机位分配问题，在传统停机位分配模型基础上，研究了多跑道运行模式对停机位分配方案的影响，基于空管机场2方协同运行与就近起降运行模式，研究了面向平行多跑道混合运行的停机位分配模型。通过引入航空器空中走向约束与航班接续约束，以减少采用航班横跨场面运行这个过长滑行距离的停机位分配方案。在此基础上，考虑不同机型发动机燃油流率对分配方案燃油消耗及碳排放的影响，以最小化燃油消耗为目标建立整数规划数学模型，并结合天津机场典型时段运行数据进行仿真验证。仿真结果表明:与原计划运行结果相比，优化策略的滑行距离与碳排放分别减少了11.9% 和13.3%，说明通过优化多跑道运行机场的停机位跑道使用方案可有效减少滑行距离与油耗，达到节油减排的目的。      

基于波及延误的飞机路径随机优化模型

为了对航班延误进行有效的事前控制,挖掘后继航班独立延误对飞机路径整体延误的影响,建立了更加精确的独立延误和波及延误算法流程,侧重研究与航班计划变更无关的独立延误的统计分布.在拟合出航班独立延误服从对数正态分布的基础上,建立了以波及延误最小为目标函数的飞机路径随机优化模型.求解过程中通过已知分布将随机模型转化为确定性模型,降低了模型的求解难度.最后将该模型应用于国内某一航空公司运行数据,优化后的波及延误降低了28%,成本降低17.37%.结果表明,基于统计分析基础上的飞机路径优化模型可以提高航班计划的先行鲁棒性.      

基于多影响因素RDMA*算法的无人驾驶动态路径规划

无人驾驶汽车的路径规划面临着复杂多变的交通环境,为了更全面的评价路径选择指标以规划更合理的路径,以及更好的解决路段环境动态变化对规划结果造成的影响,研究了一种考虑多影响因素的动态路径规划算法——RDMA*(Real-time Dynamics of Multiple influencing factors AStar)算法.以A*(AStar)算法为核心,通过加入多影响因素的交通评价因子对其代价函数进行改进,综合考虑距离,交通拥堵程度,道路平整度和其他影响因素,应用层次分析法确定各影响因素的相对权重,以综合代价值为评价指标进行路径规划.通过GPS,雷达和摄像头等设备,利用融合感知技术获取相关道路环境信息,根据获取的全局和局部交通环境数据信息,利用实时动态更新策略解决动态环境下的路径规划问题,实时规划最优路径.通过对实际案例进行模拟,结果表明,应用RDMA*方法规划的路径相比基础A*方法规划的路径出行总体耗时减少了15.75%.并且在遇到特殊事件的状况下,通过RDMA*动态规划可为无人驾驶车辆即时提供一条综合代价值最小,耗时最少的可行路径,与改进的A*动态路径规划方法相比减少了10.63%的二次规划综合代价值的损耗,提高了7.83%的时间效率.该方法能更好的适应复杂的道路和交通系统,即时应对动态变化的交通状况,具备更强的实用性.      

模糊环境下应急物资配送路径优化研究

发生自然灾害或人为的社会动荡事件以后,决策者希望在较短的时间内找出一条最优的应急物资配送路径,第一时间将应急物资配送到受灾地区.但是对于路径的走行时间、运输风险等权值,往往却很难给出确定的变量,因为这些变量往往在一个范围内波动.针对上述问题,我们研究了模糊环境下应急物资配送路径优化问题.首先简单介绍了模糊理论知识,并建立了模糊环境下应急物资配送的机会约束规划模型;然后结合模糊模拟技术和遗传算法,设计了解决该模型的混合智能算法;最后引入一个实例,验证了模型与算法的有效性和可行性.     

机场飞行区无人驾驶清水车优化调度方法

针对机场航班延误和拥堵现象日益严重以及地面特种车辆服务航班效率低且存在较高安全隐患的问题，研究了面向机场飞行区无人驾驶清水车的优化调度方法。通过将无人驾驶清水车服务航班硬时间窗与梯形模糊隶属度函数相结合构建航班服务水平函数，结合传统C-W节约算法，考虑无人驾驶清水车服务机场航班的时间规则，实现了无人驾驶清水车总行驶路程最短以及航班服务水平最高的目标。考虑服务航班数量总和，衡量每辆无人驾驶清水车的服务航班阈值，并提出了服务航班任务量的差异评价值。新算法在C-W节约算法路径优化结果的基础上对未达到服务航班容量极限的子路径进一步优化，实现了所需服务航班的无人驾驶清水车数量最少、服务航班数量差异化最小的目标。以国内某机场航班信息为例，结果表明:与单车单服务模式相比，服务总路程节省59.36%，车辆使用减少84车次，航班服务水平为93.78%，航班任务量的差异评价值由93.32%降低至43.96%；与基准算法相比，新算法在实现任务量均衡的同时并不会增加总行驶路程，且将服务航班任务量的差异评价值由2.72降低至0.44，显著提高了车辆服务航班任务量的均衡性。      

终端区进场流的路径选择研究

在实际运行中,通常依据管制员的经验对进场航班流的路径进行管理,缺乏科学性.针对终端区进场流的路径选择与进场排序的流量管理问题,以进场航班的总完成时间最短为目标,建立基于时间窗与位置约束的路径选择与排序的数学模型.采用先选择路径再排序的循环寻优的方法进行求解,将禁忌搜索(TS)与排序算法相结合,设计了 TS-FCFS 与 TS-DP 两种算法,着重建立了基于关键路径的邻域结构,并加入有效的重置(RESTAR)策略,使算法快速有效的收敛至最优解.最后借助SIMMOD 仿真平台验证算法的可行性.以北京首都机场21架航班为例,仿真结果显示,TS-FCFS 与TS-DP 两种方法较原计划的进场路径总完成时间分别节约了149 s 与175 s.该路径选择算法降低了进场时间,提高了终端区进场效率.通过合理优化进场航班流的路径选择与进场排序,平衡了跑道负荷,减少了航空器间潜在的冲突,同时为管制员调配进场航班流提供了合理有效的路径选择建议.      

虹桥国际机场平滑道道面状况评价与维修对策

通过道面损坏状况调查与评价,全面掌握了虹桥国际机场A滑行道K0～K2段道面损坏类型、等级及其空间分布规律等。结果表明,该区段范围内主要以结构性损坏为主,而角隅断裂是其中最普遍的病害类型;PCI评价结果表明,多数单元处于中及中等以下水平;道面损坏在空间分布上则主要集中于滑行道中间3块板。根据道面FWD弯沉测试和结构参数反算的结果,分别采用ACN-PCN强度评价和道面适应性厚度评价方法,对结构性能进行综合评价,结果表明现有道面结构的承载能力已无法满足航空交通运行的需求。综合考虑道面损坏状况和结构性能两方面的评价结果,建议对A滑行道K0～K2段道面实施大修工程,并推荐采用全结构翻修的技术方案。     

盾构隧道下穿机场的结构设计与施工沉降控制研究

随着机场为核心的城市综合交通枢纽、机场捷运系统的发展,地下结构下穿机场的工程逐渐增多。现以某机场捷运工程盾构下穿运营飞机滑行道为背景,对盾构隧道下穿机场的重点问题进行研究。通过对飞机荷载的合理等效计算,确定盾构埋深与飞机荷载取值的关系。结合工程实例,对下穿滑行道盾构管片进行受力分析并提出构造措施。研究盾构埋深及地层损失率对机场道面沉降的影响,总结控制盾构沉降的相关措施。     

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.     

盾构软硬不均地层下穿机场滑行道施工技术研究

以南京至高淳城际快速轨道南京南站至禄口机场站工程TA01-1标禄口机场站-1号盾构井段为例，采取了穿越前技术措施、获取试验段施工掘进参数、下穿段施工控制以及全天候施工监测措施，取得了较好的效果，形成了一套盾构穿越机场滑行道的施工技术。     

航班放行公平性测量指标分析与建立

航班放行公平性是衡量民航可持续运作的重要性能指标.但与航班运行效率相比,对航班放行的公平性研究较少.为了更加直观地衡量航班放行延误的差异程度,以航空公司航班放行的公平值为研究对象,先界定航班放行公平性概念;在此基础上,结合归一化算法,首次建立了衡量航班放行公平水平的归一化指标.以首都国际机场为例,按航班放行的离港口划分4个放行方向,计算并分析4个放行方向上分别对各航空公司航班放行的公平性值.结果显示,4个方向上航班放行公平值均满足正态分布;航班放行平均公平值越高的方向,分布越不稳定.经调研验证,由该指标计算的公平值与实际运行值相符.      

红土砾料在南苏丹朱巴国际机场改造项目中的应用研究

依托南苏丹朱巴国际机场改造项目,对红土砾料这一国内没有的筑路材料特性及其路用性能进行了试验研究,分析了其形成原因,确定了红土砾料适用范围,并应用于朱巴国际机场跑道和滑行道工程,取得了良好效果。     

基于多Agent的城市快速路协调控制研究

探讨了多Agent技术的特点及其应用,设计了基于多Agent的城市快速路控制系统的结构框架,包括区域协调Agent和控制Agent。并提出一种基于Q-学习的协调控制策略,实现Agent的学习功能。最后,通过微观交通仿真软件PARAMCIS对大望桥——四惠桥快速路交通区域建模,仿真结果表明结合Q-学习、模糊控制、仿真技术和信息诱导等方法的协调控制策略,可以在一定程度上改善整个快速路区域的交通状况。     

Web环境下公路工程造价审查系统研究

针对目前公路工程造价审查体系存在的问题，在分析群体决策支持系统、多Agent和数据库技术发展趋势的基础上，对Web环境下的公路工程造价审查系统的体系框架进行了优化设计。并提出了造价资料的分步综合审查法。