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。     

蚁群算法优化的神经网络技术在跑道起飞容量预测中的应用

为了对机场起飞容量及飞机全部出动时间进行预测,构建了基于ACO优化BP神经网络的机场跑道起飞容量预测模型。分析了机场跑道容量的含义及其影响因素,利用飞参提取软件将影响因素的具体数值进行提取;依据BP神经网络的特点将其引入到机场跑道起飞容量预测中,为了弥补BP神经网络的缺点,利用ACO对网络进行优化,最终建立了基于ACO优化BP神经网络的机场跑道起飞容量预测模型,并与标准BP神经网络的预测结果进行对比,结果表明优化后的网络各项误差都不同程度的减小40%～60%,优化后的网络提高了模型的精度。利用优化后的模型分析了飞机质量、气温、气压、风速与起飞跑道占用时间与起飞容量的关系,并对某机场保障飞机起飞容量与出动时间进行了评估,得到飞机质量、气压、纵向风速与起飞容量大致呈线性关系,气温与起飞容量大致呈非线性关系,最后得到该机场的总出动时间与起飞跑道容量,可以更准确的评估机场保障能力。     

机场跑道容量评估模型和估计方法的进一步研究

从管制员的角度出发, 给出了跑道容量的定义, 分析了影响跑道容量的因素, 建立了到达和离场容量估计模型, 给出了多种情况下跑道容量的计算方法, 针对首都国际机场跑道的实际, 开发了机场跑道容量评估系统, 仿真结果验证了所提模型和方法的可行性。     

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．     

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.     

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.      

多跑道机场离场航班推出时刻的优化研究

针对繁忙机场场面拥挤造成的大量航班延误状况,作者研究了繁忙多跑道机场离场航班的推出时刻最优问题,以缓解机场场面拥挤,减少航班的地面等待时间和提高跑道利用率。根据飞机尾流间隔的要求以及跑道起飞容量的限制,本文建立了多跑道机场离场航班推出时刻模型,并针对机场小规模的离场航班流量,设计启发式算法,并用算例进行仿真验证。结果表明,与先到先服务的推出时刻策略相比,经该算法优化后的航班总地面等待时间减少了近41%,同时跑道利用率提高了30%。     

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。     

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。     

繁忙机场机坪空间构型对航班离港滑行时间的影响

航班离港始于停机坪推出，经由滑行道滑行并止于跑道离地，因此机坪空间及其与跑滑系统构成的相对位置关系对航班离港滑行具有较大影响，滑行时间的预测精度对ACDM机制下航班推出时刻优化和跑滑系统效率提升具有重要作用。首先提出机位组概念表征机坪空间构型，据此设计场面实时动态航班流量、机位组无阻碍滑行时间和机位组空间影响指数等新特征变量，然后基于分类回归树构建预测模型，验证新特征引入对离港滑行时间的预测效果。以首都机场实际运行数据为例，预测结果表明：在保持较高拟合优度的同时，新引入的表征机坪构型及其与跑滑系统相对位置关系的特征变量提高了离港滑行时间预测模型精度，预测与实际误差值在 3 min和5 min内的航班数量分别提高了4.88%和6.46%，每高峰小时可为首都机场减少约2~3个起飞时隙的浪费；新特征变量对离港滑行时间预测精度的整体贡献较大，且场面整体流量特征变量的贡献超过单一跑道流量，进港航班相关特征变量的贡献超过离港航班。     

基于铁路货运能力的集港集装箱班列组织优化

基于大数据挖掘的方法估算了铁路车站间OD客流，调查分析了铁路乘客对高铁和普铁的选择偏好，确定了高铁开通后普铁线路客运的供需关系与均衡，把普铁线路上的客流转换成相应的旅客列车列数，以此计量客运占用的普铁的通过能力；评估了各普铁路段的总通过能力，基于扣除系数法计算普铁各路段剩余的货运能力，并进一步在普铁线网上根据集装箱进港量确定集装箱班列枢纽站的候选集；将候选枢纽站的班列发车频率作为离散的内生变量，基于现实中的干线公路网络和普铁网络构建枢纽站选址和发班频率优化模型，求解模型，确定集装箱铁路集港服务网络的经济技术指标；以上海港和宁波港及其腹地为案例进行数值分析。计算结果表明:在案例的空间范围内的普铁运输线上，日均通过能力最小为79列，最大为137列；基于普铁各路段剩余的货运能力，计算得出各集装箱班列枢纽站的日均发班频率最小为6列，最大为19列；由计算得到的普铁路段上的流量可以看出，铁路运送到上海港和宁波港的日均集装箱量分别为13 677、12 094 TEU，分别占2个港口日均到达总量的25%和33%，相比目前占比5%~7%有大幅度增加。      

基于最早预达时刻的进近排序模型及算法

为解决空中交通流量的高速增长造成了进近冲突，合理安排飞机着陆顺序，充分利用跑道容量，对现有排序模型进行简化．讨论了相邻飞机之间安全间隔的标准．通过分析相邻飞机速度对安全间隔的影响、飞机预计到达时刻、飞机优先权，提出了基于最早预达时刻的排序模型及算法．算例表明，该算法计算量较小，排序结果优于传统排序算法．     

考虑延误传播的枢纽机场航班时刻优化方法

为解决枢纽机场的航班时刻优化问题，提出了一种考虑延误传播的航班时刻优化方法；根据延误传播因果关系强弱来表征延误传播代价，建立了以最小延误传播代价和最大公平性的双目标函数；为了降低航班时刻存在的先天性延误和保证进离港航班的衔接性，引入了进离港点通行能力、常态化航路流量控制以及航班波特征等约束条件，构建了更加符合枢纽机场运行特征的优化模型；基于求解多目标函数的约束法，设计了两阶段求解算法，将多目标函数求解问题转化为单目标函数求解问题；以上海浦东国际机场为案例，从资源利用率和运行效率两方面进行了试验验证。研究结果表明：优化前4%的时刻属于跑道超负荷运行时刻，优化后不存在跑道超负荷运行时刻；优化前PIKAS和LAMEN大约有5%的时刻、NXD大约有2%的时刻处于超负荷运行，优化后没有进离港点超负荷运行；优化前离港航班平均延误为23 min,有超过50%的时刻延误大于10 min,优化后平均延误为3 min,超过60%的时刻延误小于5 min;优化前进港航班延误为28 min,优化后85%的时刻延误小于5 min;优化前后航班正常率分别为82%、99%,优化后航班正常率提升了17%。可见，优化后...     

航班离场调度规划算法研究进展

随着我国民航产业的持续高速发展,航空器和航班数量急剧增多,机场航空器离场调度规划问题愈发明显.文中概述了航班离场调度规划算法的研究现状及最新研究进展,分析比较各种调度规划方法的优缺点,针对不同的跑道配置的机场提出相应的离场规划方法,并对该方面研究进行了展望.