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。     

基于复合分派规则的进场航班排序方法

为解决航班延误问题, 提出了基于复合分派规则的进场航班排序方法。基于机器调度理论, 将最小化加权总延误为目标的进场航班排序问题等效为最小化加权总滞后的机器调度问题; 考虑顺序决定的准备时间约束、提交时间约束与最后期限约束, 构建了进场航班排序模型; 引入加权最短加工时间因子、松弛因子、准备时间因子、提交时间因子与最后期限因子, 提出了进场航班排序的复合分派规则, 设计了进场航班排序的启发式算法; 基于实际案例, 对比了采用提出的排序方法、先到先服务规则与Lingo软件得到的进场加权总延误、总延误与最大延误。计算结果表明: 提出的排序方法在30架次航班数值仿真中, 加权总延误比先到先服务规则缩短了31min, 延误航班数量减少了6架次; 在以上海浦东机场北向运行为场景的实际案例验证中, 基于排序方法的优化降落时间与Lingo软件的仿真结果相同, 与实际降落时间相比, 平均每架次航班提前了2.4min降落。     

基于航班延误的机位冲突概率计算方法

为了定量描述航班随机延误对机位分配计划的影响,构建了同机位航班占用时间发生冲突的概率计算方法。首先,基于国内某机场实际航班数据,建立了航班到达延误概率的正态分布模型和起飞延误概率的混合正态分布模型,采用极大似然法和期望最大化（Expectation Maximization,EM） 算法分别对模型参数进行了估计;然后采用JB （Jarque-Bera） 检验和交叉验证法,验证了模型的有效性。在此基础上,根据机位占用冲突机理推导出同机位连续航班间的冲突概率计算公式,量化了同机位连续航班的冲突概率与两航班的延误规律和间隔时间的关系。冲突概率可用于评价机位分配计划中同机位连续航班间隔时间设置的合理性。     

基于地面保障流程的过站航班延误预测方法

目前民航航班持续高位运行,航班过站时机场、空管、航司多方同时交织参与,高峰时段机场地面保障系统满负荷运转,航班正点率难以提升。为了提前感知过站航班在地面保障时多流程进行协作时产生的延误,针对航班作业流程节点的相关特征,提出基于地面保障流程的过站航班延误预测方法。将航班保障流程构建为图网络结构,采用各流程节点上处理后的时间特征作为图卷积神经网络的各节点特征,针对节点特征采用多种聚合传递方式并进行集成,实现航班延误预测精度的提升。结果表明,提出的航班延误预测方法的平均预测误差降低至7.11 min,具有更好的泛化能力。     

基于航班延误水平的机场航班时刻管理评价方法

为有效评估机场航班时刻管理,揭示延误问题根源,本文提出一种独立、客观的时刻资源配置评价方法。首先从延误的定义出发,对时刻管理中存在的延误进行分类,再分析各类延误的含义,并对各种延误进行了强度等级划分。通过层次分析法和物元法确定了各种延误的权重参数,对时刻管理效果形成量化指标。最后以首都机场为例进行了仿真验证,从结论可见,该评价方法能较好地贴近实际情况,反映时刻管理中的问题。     

舰船磁场测量真值的一种估算方法

针对手提式三分量测磁仪磁探头入水后由于水平坐标与舰船水平坐标关系未知而导致无法测量舰船磁场水平分量的情况,采用遗传算法,通过使舰船磁场建模误差最小来寻找最优的磁探头偏转角度,从而可以根据手提式测磁仪所测得的三分量磁场对舰船的真实三分量磁场进行估计.这改变了以往仅依靠测得的舰船磁场垂直分量来估计舰船磁场的做法,充分利用了所测得的水平分量,提高了对舰船磁场估计的准确度.仿真的结果表明,该方法具有一定的精度和稳定性.     

基于贝叶斯准则的广州港风险评估方法

为了建立广州港现行环境下的风险评估方法,应用贝叶斯准则推理,建立了风险评估的贝叶斯模型和广州港的风险矩阵,对广州港2010—2012船舶航行风险进行了评估和预测,结果显示,广州港的风险率为万分之8--12,广州港的航行风险处于安全的水平。     

基于离港航班密度区间划分的动态推出控制方法

为减少飞机离港滑行燃油消耗,以离港推出过程为研究对象,针对当前动态推出控制方法在不同交通量的精细化控制方面的不足,提出了一种基于离港航班密度划分的动态推出控制方法,并建立控制模型.设计了交通流密度区间划分方法,提出了一种基于航班时段划分和蒙特卡洛法的动态推出过程求解算法.对首都机场实际离港数据求解结果表明:提出的方法最...     

基于GNSS/INS的列车定位风险评估方法

全球卫星导航系统（global?navigation?satellite?system,GNSS）应用于列车运行控制系统位置服务时,需对其进行风险评估,以确保其满足安全相关的需求. 为此,首先建立一种基于卫星导航系统与惯导系统（inertial?navigation system,INS）融合的列车定位单元结构,通过分析传感器融合数据对故障进行检测及识别,并计算水平保护距离,结合水平位置误差、水平告警门限、告警时间等指标参数,对列车定位单元的工作状态进行识别;其次在此基础上分析由危险状态生成的风险事件,并计算列车定位单元危险侧失效率及故障概率;最后结合现场试验数据对所提出的风险评估方法进行测试验证. 验证结果表明:若误警率、漏检率均为1 × 10?7/h,水平告警门限为20 m,定位单元在相对开阔环境下的故障率为9.14 × 10?7/h,受限环境下的故障率为1.52 × 10?4/h;若运行线路对风险指标参数需求降低,则误警率、漏检率及水平告警门限也会增大,受限环境下的定位单元故障率也随之降低,在误警率、漏检率均为1 × 10?5/h,水平告警门限为100 m时,计算获得的受限环境下定位单元故障率为0. 因此,在对定位单元进行风险评估时需考虑不同线路对指标参数的需求.      

基于航班综合影响因素的延误航班重排问题的整数规划模型

为解决延误航班的恢复问题,以最小化航空公司和乘客损失为目标,构建了延误航班的重 排模型。兼顾航空公司和乘客的利益,通过研究航班干线、VIP 乘客和大飞机等因素对航班重排的影响,构建了目标函数,其中考虑了本场航班离港延误成本、外场航班离港延误成本以及外场 航班进港延误成本三个要素;同时,以机场实际运输能力、航班的进出港时间和重排时刻表的出发时间等作为约束,建立了0-1 整数规划模型。采用昆明机场的实际数据对模型进行测试,运用 Lingo 软件对所建模型进行求解,得到了优化的机场航班重排时刻表,并将计算所得延误损失和机场的实际延误进行了对比分析,结果表明所建模型不仅可以满足更多高优先级乘客的出行需求,也能相应地减少航空公司的损失,从而验证了模型的合理性。     

基于GC-ZCPS的航班优先级调度研究

在航班着陆调度问题的研究中,传统的航班调度策略先到先服务(FCFS)总是安排先来的飞机先降落,后来的飞机等待后降落,但是却忽略了航班在等待过程中也有优先降落等级,航班的重要程度不同,有的航班比较重要或者发生了紧急情况,具有降落优先权。引入不同重要程度因子的约束位移交换(ZCPS),并结合改进的蚁群算法和遗传算法(GC),采取精英保留策略,将蚁群算法的一次寻优结果分成两个群落,再利用遗传算法找出符合实际操作的最优排列。实例仿真计算表明,该方法通常优于经典的先到先服务,新方法能够节省19%～38%的时间,能有效减少飞机延迟时间。     

基于蚁群算法的航班着陆排序

当空中交通拥挤时，对航班的着陆顺序进行的调整，可以缓解拥挤，减少航班延误，提高飞行安全性，本文将蚁群算法用于着陆航班的排序问题，首先，建立以航班延误总时间最小为目标的规划模型，将航班着陆排序问题转化为非对称的TSP问题；然后，用蚁群算法寻找符合实际操作的优化排列；最后，经过对某机场实际数据的仿真计算，并与实际运行相比较，本文应用的算法具有较好的有效性和较强的使用性。     

基于相似度的图像变形效果的客观度量方法

给出了评价图像变形效果的新方法.首先,计算中间帧之间的相似度,由这些相似度值生成一条曲线;然后,在图像计算机动画领域首次提出图像变形真实感度的概念.它通过计算曲线与坐标轴,曲线插值点处的曲率和其他一些衡量标准得到.试验表明,它是一有效的度量图像变形效果的客观方法.     

基于行程多路径的航空公司航班频率优化

将航空运输网络抽象为多层级网络结构, 构建了确定航空公司某一城市对某条路径航班频率的两阶段规划模型: 第一阶段从旅客选择行为的角度, 考虑旅客对旅行时间、过站时间、计划延误时间、票价等因素的价值感知, 构建旅客旅行负效用函数, 进而基于多项式Logit模型构建计算旅客选择某个航空公司某个城市对某条路径概率的旅客路径选择模型; 第二阶段从航空公司的角度, 以总收益最大化为目标函数, 基于行程多路径, 并考虑航空公司总运力限制, 尽可能地让每条路径的运力供给等于需求, 构建了确定路径航班频率的线性规划模型; 提出了求解两阶段模型的迭代算法。研究结果表明: 提出的算法能够在8次迭代之后达到收敛, 可以在较短的时间内得到最优解; 随着算法的收敛, 构建的两阶段规划模型在航线存在市场竞争且整体运力不足的情况下优先将运力安排到收益最高的航线上, 提升航空公司整体收益; 对于包含多个航节的航线, 构建的两阶段模型更能体现旅客选择行为在航班频率配置中发挥的作用; 对于包含一个航节的航线, 需求随航班频率的变动幅度较小, 随着迭代次数的增加, 需求航班频率弹性系数逐渐变小, 对于包含多个航节的航线, 在航线总需求一定的情况下, 需求随航班频率的变动幅度较大, 由于市场竞争存在航班频率不变需求骤减的情形。可见, 所提出的模型和算法能够有效提升航空公司收益。     

基于强化学习的平行航班动态定价

由于平行航班之间的竞争越来越激烈,为提高航空公司收益,对机票销售系统中的航班和旅客分别建模。将航班的动态定价问题建模成马尔可夫博弈过程,对混合类型旅客建立Logit选择模型。利用多Agent的强化学习算法对实例进行求解,结果表明WoLF-PHC算法收敛所需迭代的次数大于Nash-Q算法,但在计算速度上WoLF-PHC算法优势明显,且具有较强的适应能力。此外,航空机票的定价策略与其他易逝品有所不同,整体呈现上升趋势。而旅客环境参数的变化,也会影响定价策略。基于WoLF-PHC算法得到的定价策略对于收益提升具有积极作用。     

基于EEMD-ELM 的航班运行风险混沌预测

针对航班运行风险可靠预测方案,以某航空公司2016-2018 年航班运行风险数据为基准,通过相空间重构,序列混沌特征的识别,构建基于极端学习机(ELM)的航班运行风险混沌短期预测模型,基于集成经验模态分解(EEMD)阈值降噪方法进行改进;最后,计算风险预测结果,分析不同方式下的预测精度. 结果表明：航班运行风险时间序列具有混沌特征, EEMD方法可抑制序列本征模态函数(IMF)的模态混叠现象;经由EEMD阈值降噪处理后,短期预测结果的修正平均绝对百分误差(MAPE)值显著下降. 证实本文航班运行风险预测方案可行且有效.     

基于Copula函数的航班延误相关性分析

不同因素引起的航班延误产生的波及影响是不同的.运用Copula理论研究了由空中管制原因导致的初始延误引发的连续航班延误之间的相关性,并进一步分析了初始延误对次航班的波及效应.研究发现两航班延误时间都较长的组合数对出现的频率较高;初始延误对次航班的波及影响跟初始延误时间长短有关.随着初始延误时间的增长,对次航班波及影响表现为吸收的可能性增加,延误传递和增强的可能性下降.     

基于鲁棒性提高的航班计划优化模型

为了减少由于各种原因导致的航班延误情况,提高航班计划的鲁棒性,在对某航空公司冬春航班的某月10 d航班延误数据进行分析的基础上,建立了基于鲁棒性提高的航班计划优化模型.该模型在制订航班计划时考虑鲁棒性因素,并且通过约束成本控制航班运营成本的增加.为了验证模型的准确性,通过Lingo进行建模,并代入10 d的航班数据进行...     

基于假设温度减推力起飞的理论依据

为正确使用和推广减推力起飞技术,分析了高涵道比涡轮风扇发动机温度特性和大型民航机起飞性能.假设温度是由飞机实际起飞质量确定的相当的大气温度.实施假设温度减推力起飞的必要条件是飞机实际起飞质量小于最大起飞质量,并且假设温度高于发动机推力平台温度.假设温度减推力起飞的风扇转速由发动机相似条件计算.     

基于交叉口交通流影响程度的不利天气分级方法

信号交叉口的交通流由于受到不利天气的影响呈现不同特征,根据不同级别不利天气设置有针对性的信号控制方案,是减少天气对交通运行影响的重要途径.本文选取北京市不同规模、不同类型的信号交叉口为观测对象,以视频采集方式获取了2012 年 4 月–2013 年2 月期间不同类型和强度的不利天气条件下交叉口交通流数据,通过显著性差异分析、回归拟合的方法,分析了交叉口直行车道饱和车头时距、饱和流率及起动损失时间等特征参数的变化,构建了信号交叉口特征参数的影响模型,量化了降雨、降雪天气对交叉口交通流的影响.最后,基于不利天气对交通流特征参数的折减程度,将不同类别的不利天气统一划分为四级,并明确了各级不利天气对应的饱和流率折减范围,为制定天气响应型的交通控制方案提供了重要的参数基础.