基于点融合的多跑道进场航班排序

为提高点融合程序下的多跑道机场的进场航班运行效率,考虑点融合程序下终端区进场程序结构复杂的特点,提出以0-1整数规划为基础的多跑道进场航班优化排序模型.以进场航班的总延误时间、总飞行时间为最小目标函数,以尾流间隔、跑道限制、进场航班的飞行时间范围以及可分配进场程序为约束条件,将不同进场程序及跑道分配给不同的进场航班,确定航班的飞行时间、落地时刻,最终求得航班的落地序列.以浦东机场进场程序为例,选取含精英策略的非支配遗传算法对浦东机场的双落跑道进行进场航班优化排序,最后与实际结果对比.优化方案的飞行时间和延误时间分别为51048 s和1174 s,相较于实际结果降低了2.1％和38.2％,单位小时内跑道着陆架次提高了7架,跑道流量提高了20％左右.     

基于点融合的多跑道进场航班排序

为提高点融合程序下的多跑道机场的进场航班运行效率,考虑点融合程序下终端区进场程序结构复杂的特点,提出以0-1整数规划为基础的多跑道进场航班优化排序模型.以进场航班的总延误时间、总飞行时间为最小目标函数,以尾流间隔、跑道限制、进场航班的飞行时间范围以及可分配进场程序为约束条件,将不同进场程序及跑道分配给不同的进场航班,确定航班的飞行时间、落地时刻,最终求得航班的落地序列.以浦东机场进场程序为例,选取含精英策略的非支配遗传算法对浦东机场的双落跑道进行进场航班优化排序,最后与实际结果对比.优化方案的飞行时间和延误时间分别为51048 s和1174 s,相较于实际结果降低了2.1％和38.2％,单位小时内跑道着陆架次提高了7架,跑道流量提高了20％左右.     

基于模糊AHP-TOPSIS法的湿和污染跑道状况评价方法

为对湿和污染跑道道面状况进行评价，保障飞机运行安全，建立了以污染物类型、污染物最大深度和污染物覆盖率为单项评价指标的湿和污染跑道道面状况综合评价体系，并将跑道的湿和污染状况划分为四个等级。采用层次分析法（AHP）来确定各单项评价指标的权重，再由优劣解距离法（TOPSIS）计算待评价的湿和污染跑道道面状况在最优解和最劣解间的位置，然后根据模糊综合评价中的梯形隶属度函数，最终确定湿和污染跑道道面状况所在等级，实现了对湿和污染跑道道面状况的合理评价。实例应用及分析表明：通过定性与定量相结合的方法来量化各单项评价指标的权重，结合并发挥不同组内评价方法的优点，可有效利用检测信息，综合反映并评价湿和污染跑道道面状况，确定湿和污染跑道道面状况的等级。     

基于竖向加速度响应的机场道面平整度评价及IRI标准反演

为了制定科学的机场道面平整度评价标准,提出一种基于竖向加速度响应的机场道面平整度评价方法并反演IRI标准。综合考虑飞机的竖向运动、俯仰和侧倾转动,建立6自由度的飞机整机动力学模型及振动平衡方程,并从飞机轮胎的几何滤波效应出发,采用"刚性滚子"轮胎接触模型的有效路形表征不平整道面;同时,构建飞机驾驶员、前舱位、后舱位和重心处的竖向加速度及其最大响应的计算模型,并采用Simulink仿真模块进行快速求解。以某代表C类飞机为例,在服从高斯分布的随机道面激励及不同滑行速度下,综合分析4个代表部位的最大竖向加速度响应的分布特性,建立其对应的非线性回归模型,并以波音公司疲劳标准为据,反演机场道面平整度的IRI标准值。结果表明:与现有标准相比,反演的IRI标准值更为宽松,且跑道的平整度标准比滑行道更严格,与实际中机场道面的平整度评价相吻合。     

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。     

高速公路限速策略优化方法与评价模型

为解决限制速度值确定不合理、限速方式不适用以及限速区间长度设置不恰当等问题, 对驾驶人行驶体验以及限速管理可信度的负面影响, 优化了高速公路限速区间最小长度、限制速度值、限速区间划分的确定方法, 进而提出了以安全车速与通行效率为依据的高速公路限速区间优化与评价模型。依据驾驶人视认距离、限速标志设置前置距离和驾驶人心理稳定距离, 标定计算模型中的限速区间最小长度。以行驶速度是否易发生突变为标准, 采用不定长法将不同路段划分为6种组合类型, 建立基于不同组合路段的限速预测模型。采用有序聚类分析法中基于划分和层次的分析方法, 以满足限速区间最小长度和交通延误最小2个方面为目标进行优化限速区间的划分。同时, 选取交通冲突率作为表征交通安全的指标, 选取交通延误时间作为表征交通效率的指标, 建立评价指标模型; 最后通过对比分析优化前后的指标来验证限速区间优化方法的有效性。以某山区高速公路为对象应用VISSIM开展限速优化仿真实验, 结果表明: 优化后安全评价模型参数值比原方案降低了约29.49%, 效率评价模型参数值比原方案提高了约21.90%, 优化后的高速公路整体安全性以及通行效率均得到提高。所提出的高速公路限速区间确定方法以速度突变为基准, 结合路段的属性及指标特点, 能够优化限速区间长度的制定和区间的划分。      

飞机牵引滑行入港安全运动路径生成及其轨迹跟踪控制方法

针对飞机紧急降落后无法继续利用自身动力滑行入港场景，研究使用牵引车牵引其滑行入港的方式，考虑牵引滑入时机轮与机场跑道及滑行道边缘的安全净距，分别提出适用于机型-机场匹配时的牵引车-飞机系统的铰接点过中心线(HPOC)法和不匹配时的飞机主起落架几何中心过中心线(GCOC)法，并基于2种方法建立运动学模型，在净距及飞机前轮转角约束下对系统转弯滑行入港运动进行轨迹规划。基于GCOC法建立连续非线性系统的轨迹跟踪模型，通过线性二次调节器(LQR)对不同权重系数及存在初始偏差的轨迹跟踪问题进行了研究。结果表明:牵引车以HPOC法牵引飞机在与其机型不匹配的机场滑行入港时，机轮会发生碰撞危险；而采用GCOC法时其运动轨迹可以满足跑道及滑行道边缘的安全净距要求。在对系统进行轨迹跟踪控制时，当将飞机主起落架几何中心的横、纵坐标权重系数Q₁、Q₂及表示飞机姿态的角度权重系数Q₃均设为100，而表示牵引车姿态的角度权重系数Q₄设为0时，即:Q＝(100，100，100，0)，该方法可将实际牵引滑行入港轨迹与参考轨迹的偏差保持在0.05~0.1 m以内，且能够在10 s左右抑制系统状态变量误差，并使控制变量达到稳定；同时能够在12 s左右修正系统的初始偏差，相较于单机偏差修正的10 s，具有可接受的效果。      

基于列车到发时刻不确定的客运站到发线运用优化研究

合理安排列车占用到发线是编制阶段计划的关键,高效运用到发线可以提高客运站的工作效率和服务水平.利用不确定变量表示列车实际到达时刻与计划到达时刻差值的不确定性,以列车占用到发线时间最小和到发线运用的均衡性为优化目标,以差值得到满足而应达到的置信水平、列车占用到发线的唯一性等为约束条件,建立基于列车到发时刻不确定下的到发线运用优化模型.利用不确定理论的知识将其转化为确定性等价类模型,并借助IBM SPSS Statistics 23验证所提出的分布,通过设计适应度函数、改进选择算子和交叉算子来改进模拟退火遗传算法(ISAGA),对优化模型进行求解.从某客运站验证的数据中选取某天8:00—12:00的数据为例进行说明,结果显示运用ISAGA所得优化方案与常规GA所得方案和值班员使用方案相比,均衡性分别提高了49.15%和75.47%;ISAGA的目标函数值比GA的优了10062 min.表明所建的模型和设计的算法有良好的优化质量和求解效率.      

高速公路隧道出口与互通出口最小净距研究

针对高速隧道出口与互通出口净距过小时易在互通出口附近导致发生交通事故的问题,对高速公路隧道互通的最小净距进行了研究。在分析隧道互通出口净距影响因素的基础上,通过分析隧道出口与互通出口之间车辆行驶主要过程(包含明适应、车辆加速、标志判读、车辆换道过程),建立了高速公路隧道互通出口最小净距模型。对模型中基本路段和隧道出口的运行速度、明适应时间等关键参数进行了实测数据调查分析。根据互通不同出口方式和主线车道数,确定了不同车型的换道次数。采用双曲正切函数换道模型确定了换道所需距离。最后,在综合各种影响因素的基础上,提出了净距充裕和不足2种条件下的隧道互通出口最小净距的建议值。研究结果表明:高速公路隧道互通出口最小净距与路段和隧道出口的运行速度、主线的设计速度和车道数、出口形式等因素相关。     

停车诱导信息板泊位状况显示优化模型

在考虑停车诱导率的基础上,综合考虑停车诱导信息板在路网中所处位置、道路交通状况和停车泊位的变化趋势等影响因素,以进入诱导区域内所有停放车辆到达停车场的车公里数(vehicle kilometers of travel,VKT)最小为目标,建立了停车诱导信息板泊位状况显示优化模型。该模型可以确定某一显示时间间隔内,诱导区域内所有停车诱导信息板泊位状况显示结果的最优组合。算例分析表明,该模型是可行的,且随着停车诱导率的增加,VKT随之下降,诱导效果随之提高。     

进港飞机调度的精华自适应遗传算法设计

对进港飞机进行合理调度，是空中交通流量管理的一个重要研究内容。基于精华自适应遗传算法，实现了单跑道降落飞机调度问题的求解，在不违反飞机间隔要求的情况下合理安排飞机的降落次序，给出各飞机经过优化的着陆时间，减少总的延误成本。仿真结果表明，所提出的方法计算效率高，实用可行，明显优于FCFS算法。     

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.     

SBS改性沥青在某军用机场跑道改造工程中的应用

某军用机场跑道应用SBS改性沥青进行加层铺筑，结果表明改性沥青混凝土具有优良的性能，使用效果良好，可以延长跑道寿命。     

协同决策机制下航空公司时隙分配优化决策

航空运输系统涉及空管、航空公司与机场三方面,但是目前解决不正常航班却单纯依靠空管。而这种方式无法达到减少旅客延误时间的目标。文中研究在协同决策机制下,航空公司根据航班旅客特性自由指派航班时隙的方法问题。建立了一种航班时隙指派模型,针对模型的特点设计了一种启发式算法。通过实例证明了采用该方法可以减少旅客总延误时间,同时还说明了航空公司参与时隙分配决策的重要性。     

大直径泥水盾构穿越机场道面施工技术研究

针对上海虹桥枢纽仙霞西路道路新建工程下穿机场隧道工程,通过设置试验段,优化调整了切口水压、泥浆比重、注浆量等施工技术参数,使得大直径泥水盾构成功穿越了虹桥机场绕滑道,为类似隧道工程穿越机场提供了借鉴。     

中型载货汽车发动机大修需求预测

根据发动机的大修数据,运用汽车可靠性理论,结合回归分析和优化技术,利用精确的寿命分布模型识别方法,建立了发动机大修里程的威布尔分布模型。结合大修时的报废率函数,得出发动机的大修率函数,编写了预测年度发动机大修需求量的计算程序,预测某军用中型载货汽车发动机的大修量。     

基于第二代非支配排序遗传算法的变速器齿轮系多目标可靠性优化

以某微型车变速器为研究对象,在变速器结构已确定、传动比最佳的条件下,以可靠性为主要约束,以齿轮系总体积最小、中心距最小和总重合度最大为目标建立变速器齿轮系多目标优化的数学模型.采用第二代非支配排序遗传算法对变速器齿轮系进行多目标优化并得到其Pareto最优解集.实例计算表明,该数学模型和优化程序是正确、有效.     

基于GIS的机场道面管理系统开发研究

基于地理信息系统(GIS)的技术原理和一般实施过程,结合机场铺面工程空间信息及属性信息的特点,在总结国内外先进经验基础上,构建了上海机场道面管理地理信息系统的管理单元划分、空间实体分层组织、空间数据库等管理模式,以及系统软件的GIS功能设计等重要内容,可作为我国机场道面管理系统开发的技术基础。实践证明该方法符合实际,能够为用户提供快速、动态、准确的管理决策功能。     

跑道容量模型与计算方法研究

单跑道系统的跑道容量问题,是基于对进近段长度、进近速度、起飞速度、跑道占用时间以及尾流间隔标准等对跑道容量影响的研究,建立单跑道容量的数学模型,依据中国民用航空总局(CAAC)规定的尾流间隔标准对跑道的3种容量进行了计算,并和美国联邦航空管理局(FAA)规定的尾流间隔标准的计算结果进行了对比.对比结果表明,该方法有效地提高了跑道的容量.