基于BP网络的空中交通管制运行品质评价

为改善空中交通管制运行品质综合评价方法,建立了包括空中交通流密度、运行安全性能、运行效率性能及管制员工作负荷的通用评价指标体系;基于BP(back propagation)网络模型给出了运行品质分类评价的人工智能方法.针对成都终端管制区域平行双跑道隔离运行模式,采集60个典型样本进行网络训练测试,确立了拓扑结构为12-7-5型的BP网络模型,并应用于对40个检验样本的分类评价.经与主成分分析法比对,2种综合评价方法所得出的评价结果基本一致.      

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.      

多机场终端区进离场航班协同排序研究

为了缓解繁忙终端区日益严重的空域拥堵和航班延误现状,研究了多机场终端区进离场航班协同优化排序问题.通过深入分析多机场终端空域结构,以及进离场航班运行特征,综合考虑尾流间隔、移交间隔、放行间隔、多跑道不同运行模式下的运行间隔等约束限制,将多机场终端区视为一个系统,引入"外围航班流"概念,以最小化航班延误为优化目标,建立了多机场终端区进离场航班协同优化排序模型,并采用改进的模拟退火算法对所建模型求解.选取上海终端区为研究对象进行仿真验证,仿真结果表明:利用本文提出的优化方法航班总延误比先到先服务策略减少了37.85%,有效地提高了多机场终端区进离场航班的运行效率.     

基于熵权法的平行跑道多模式进场效能分析

为了能准确有效地评估终端区进场航班的运行效能，从航班进场效率和机场终端区容量提升能力两方面入手，建立面向不同跑道运行模式、不同类型飞行程序的效能评价指标体，利用基于熵权法改进的TOPSIS综合评价模型对终端区进场航班进行效能评价。引入基于终端区管制负荷的进场效率指标用于评估航班的进场效能，并将其与传统效率指标做相关性分析，验证了该指标的合理性。最后以南京禄口机场为实例，利用AirTop软件分别对典型日航班做隔离运行、独立运行（传统ILS模式、基于RNP AR技术、基于PMS技术）仿真，对多种模式进行对比分析。实验结果表明，PMS技术模式下的进场效能最优，具有良好的进场效率和提升容量的能力。     

基于实测数据的终端区空中交通流特性分析

研究机场终端区空中交通流时空特性,为揭示交通流内在相互影响及拥堵机理,优化终端区管控策略提供科学依据.本文根据实测的空管雷达信息,首先确定目标航段上空中交通流参数的时序分布;然后从交通流参数关系基本图出发,结合终端区空中交通运行方式与管制规则的分析,将空中交通流状态划分为自由流、弱管制干预流和强管制干预流三个阶段;最后,在状态划分的基础上,采用线性回归分析建立空中交通流的速度-密度模型、流率-密度模型和流率-速度模型,并以F和T检验对回归模型及回归系数的显著性进行检验.研究结果表明,本文建立的交通流模型能够较好地反映空中交通流特性,且对终端区空中交通时空态势的评估具有应用价值.     

多机场终端区微观交通流建模与仿真分析

为研究多机场终端区交通流微观时空特性与演变规律,考虑终端区内单股、汇聚和交叉交通流具有基于目标点运行的基本特征,依据先到先服务原则,利用刺激-反射跟驰理论,建立了空中交通流局域排序模型、跟驰模型和机动模型.在此基础上,采用多智能体仿真工具NetLogo,构建了多机场终端区交通流仿真平台,仿真分析了进场交通流特征参数之间的关系和灵敏性,以及进离场交通流之间的相互影响.研究结果表明:多机场终端区进场交通流存在明显的相变与迟滞特征,形成自由相、畅行相、伪拥塞相和同步拥塞相等基本相态;流量与速度密度乘积之间存在线性关系;管制间隔对交通流的影响较大且存在最优管制间隔,进场交叉点的最优管制间隔为8 km.      

空域扇区概率交通需求预测模型

为预测空域扇区在未来一定时段内的交通需求及其变化规律,基于简化的空域运行网络结构,从不确定性角度分析了航空器飞行时间对空域扇区交通需求预测的影响,针对航空器进入、离开扇区和在扇区内飞行过程的随机性,给出了相应概率分布函数.在此基础上,建立了空域扇区概率交通需求预测模型,设计了启发式算法.对实际航班数据的仿真结果表明:本文模型和算法预测时段10:00~11:00扇区发生拥挤,比传统的确定性方法预测的拥挤时段减少了30 min,避免了在时段9:30~10:00采取不必要的流量管理措施,降低了该时段管制员的工作负荷.     

基于变异系数的EWM-G1管制运行效率主客观综合赋权评价方法

对管制运行效率进行科学合理地评价,是提升管制运行效率的前提条件。本文针对管制运行效率评价问题,充分考虑投入、产出、资源利用以及资源配置等因素,建立管制运行效率评价指标体系;之后,基于指标变异系数对主客观赋权信息进行综合,提出基于变异系数的EWM-G1管制运行效率主客观综合赋权评价方法;最后,选择某区管中心六片管制扇区,作为六个管制单位,验证本文所提出的管制运行效率评价方法的可行性。     

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研究机场终端区空中交通流时空特性,为揭示交通流内在相互影响及拥堵机理,优化终端区管控策略提供科学依据。本文根据实测的空管雷达信息,首先确定目标航段上空中交通流参数的时序分布;然后从交通流参数关系基本图出发,结合终端区空中交通运行方式与管制规则的分析,将空中交通流状态划分为自由流、弱管制干预流和强管制干预流三个阶段;最后,在状态划分的基础上,采用线性回归分析建立空中交通流的速度—密度模型、流率—密度模型和流率—速度模型,并以F和T检验对回归模型及回归系数的显著性进行检验。研究结果表明,本文建立的交通流模型能够较好地反映空中交通流特性,且对终端区空中交通时空态势的评估具有应用价值。     

平行跑道运行模式对终端区交通流特性的影响研究

为提升终端区空中交通运行效率,研究平行跑道运行模式对终端区交通流特性的影响.根据终端区空域结构特点、跑道运行规则,建立了终端区进场动态排序策略、进离场协调策略和航空器跟驰行为模型;选取国内某终端区标准进离场程序SID-STAR和双平行跑道构型,基于NetLogo仿真平台实现了终端区交通流运行仿真,对比分析了独立运行、相关运行和隔离运行典型跑道运行模式下终端区交通流特性参数的变化规律.结果表明:独立运行模式下终端区交通流运行效率较高但流量波动性较大,隔离运行模式下运行效率最低但最稳定;独立运行模式下终端区交通流的拥堵消散最快且延误最小,相关运行模式次之,隔离运行模式下终端区交通流的拥堵消散最慢且延误最大.     

半刚性基层材料路用性能综合评价方法

为减少半刚性基层材料路用性能评价指标,合理评价材料性能,提出基于灰色关联聚类、主成分分析和熵权法的半刚性基层材料路用性能综合评价方法。对多指标进行灰色聚类分析,对同类指标进行主成分分析,得到每类指标的主成分集合,采用熵权法确定每类指标的权重,综合形成既反映全体指标信息又体现指标差异性的综合指标。选择四川广巴高速公路沿线...     

Research on Multi-Parameter Evaluation of Electric Vehicle Power Battery Consistency Based on Principal Component Analysis

Electric vehicle power battery consistency is the key factor affecting the performance of power batteries. it is not scientific to evaluate the consistency of the battery depending on voltage or capacity. In this paper, multi-parameter evaluation method for battery consistency based on principal component analysis is proposed. Firstly, the characteristic parameters of battery consistency are analyzed, the principal component score can be used as the basis for evaluating the consistency of the battery. Then, the function that multi-parameter evaluation of battery consistency is established. Finally, battery balancing strategy based on fuzzy control is developed. The basic principle of fuzzy control is to fuzzy the input quantity based on expert knowledge, and the fuzzy control quantity is obtained by fuzzy control rule. The results are verified by test.     

综合交通枢纽运营水平评价指标体系研究

为合理评估不同的设施规划与设计、行人交通组织、运营管理等方案对综合交通枢纽运营水平的影响,结合行人交通仿真工具,从安全性、经济性、舒适性等3个方面选取指标,构建了基于仿真方法的动态运营水平评价指标体系.利用物元分析原理和运筹学中理想点法思想,建立了综合交通枢纽运营水平评价的物元分析模型,应用变异系数法确定评价指标的权重.实际工程中应用表明,该评价方法能够较为全面、精确的反映综合交通枢纽的运营水平,具有较强的可操作性.     

城市道路汽车行驶工况构建方法

为了优化汽车行驶性能, 制定了反映中国实际道路行驶状况的测试工况, 以轻型汽车道路实测数据为数据源, 提出了城市道路汽车行驶工况构建方法; 数据采集覆盖主要时段和道路, 剔除了异常数据, 并引入多尺度小波变换对车速降噪; 利用3层小波分解过滤地面扰动的影响, 保留车速关键信息; 基于9种与行驶特性密切相关且具有代表性的特征参数建立汽车运动学片段特征体系; 分别利用主成分分析和自编码器对特征降维处理, 使用K-means++聚类算法确定运动学片段, 并引入Silhouette函数筛选聚类结果以替代人工选择, 确定聚类类别为2类; 以与相应聚类中心的距离为指标, 筛选出各类别中最能反映本类别特性的200个运动学片段, 作为候选运动学片段, 最终以基于最小性能值的评估方法确定代表性运动学片段, 完成了汽车行驶工况的构建, 分别得到主成分分析和自编码器2种降维处理对应的汽车行驶工况曲线。计算结果表明: 以主成分分析和自编码器2种处理方法为基础构建的汽车行驶工况对数据源均体现了较高的代表性与合理性, 基于主成分分析降维最终得到的数据与数据源的相对误差绝对值多数低于10%, 其中平均速度、平均行驶速度、怠速时间比、加速时间比、减速时间比、平均加速度、加速度标准差、平均减速度的相对误差分别为0.75%、5.50%、9.14%、9.80%、9.98%、8.45%、6.17%、7.73%, 仅速度标准差的相对误差较大, 为24.31%, 与自编码器方法得到的结果相比具有更强的综合代表性, 更适合用于汽车行驶工况的构建。      

一种改进K-means模型的城市轨道交通突发事件分级方法

针对城市轨道交通事件量化分级的难题,本文提出了一种改进的 K-means聚类的突发事件分级方法.首先,从事件类型、持续时间、影响程度等方面分析各种类型事件的特征规律,提取 8个关键特征量用于聚类分析;其次,应用主成分分析法提取 4个主成分变量并提出权重系数计算方法,实现特征向量降维;提出了基于密度扫描的初始聚类中心确定方法,并将改进的 K-means聚类算法应用于地铁突发事件的分级.案例结果表明,与原始 K-means聚类方法对比,应用本文提出的改进方法聚类效果更佳.研究成果已应用于北京地铁应急指挥系统,验证了本文方法的可行性.     

Nonlinear Statistical Process Monitoring Based on Control Charts with Memory Effect and Kernel Independent Component Analysis

A novel nonlinear combination process monitoring method was proposed based on techniques with memory effect (multivariate exponentially weighted moving average (MEWMA)) and kernel independent component analysis (KICA). The method was developed for dealing with nonlinear issues and detecting small or moderate drifts in one or more process variables with autocorrelation. MEWMA charts use additional information from the past history of the process for keeping the memory effect of the process behavior trend. KICA is a recently developed statistical technique for revealing hidden, nonlinear statistically independent factors that underlie sets of measurements and it is a two-phase algorithm: whitened kernel principal component analysis (KPCA) plus independent component analysis (ICA). The application to the fluid catalytic cracking unit (FCCU) simulated process indicates that the proposed combined method based on MEWMA and KICA can effectively capture the nonlinear relationship and detect small drifts in process variables. Its performance significantly outperforms monitoring method based on ICA, MEWMA-ICA and KICA, especially for long-term performance deterioration.     

一种改进K-means模型的城市轨道交通突发事件分级方法

针对城市轨道交通事件量化分级的难题,本文提出了一种改进的 K-means聚类的突发事件分级方法.首先,从事件类型、持续时间、影响程度等方面分析各种类型事件的特征规律,提取 8个关键特征量用于聚类分析;其次,应用主成分分析法提取 4个主成分变量并提出权重系数计算方法,实现特征向量降维;提出了基于密度扫描的初始聚类中心确定方法,并将改进的 K-means聚类算法应用于地铁突发事件的分级.案例结果表明,与原始 K-means聚类方法对比,应用本文提出的改进方法聚类效果更佳.研究成果已应用于北京地铁应急指挥系统,验证了本文方法的可行性.     

Evolution of Regional Transport Structure Information Entropy and Its Dynamic Analysis

Because of the complex influencing factors, the research on transportation structure usually based on a simple combination of qualitative analysis and ratio-based relation, which lacks of objective quantitative evaluation. The paper applies the information entropy theory to quantitatively study the evolution and development law for regional transportation structure. First, the transport structure information entropy is proposed, and a balanced transportation structure and dominance indicators is proposed to measure the structure and evolution law. Based on that, the main driving-force factors are identified by principal component analysis with combination of gray relational method. The driving-force factors are: total investment in fixed assets, comprehensive factor and population. These may provide evidence for structural optimization of transportation decision-making theory. In the final section, Jiangsu province structural analysis is taken as an example to demonstrate the feasibility of the proposed method.     

基于PCA—Entropy的区域公路交通发展水平综合评价

为解决区域公路交通发展水平评价过程中指标众多、权重客观性难以保证等问题,提出了一种主成分分析法与熵值法相结合的组合评价方法．采用主成分分析法,消除指标之间信息相关性,简化了指标体系,通过熵值法进行客观赋权,进而建立了基于PCA-Entropy的区域公路交通发展水平综合评价模型．以山东省为例,进行了实例验证．研究结果表明,该模型合理、有效．