离场航空器四维航迹预测及不确定性分析

为了加速基于轨迹运行概念的实施,提出了基于连续动态模型与离散动态模型的航迹预测方法,并将航空器离场分为起飞与爬升两个阶段,实现离场航空器四维轨迹预测.通过深入分析模型构建、航空器意图、初始状态、性能参数以及环境信息等因素,降低了四维航迹预测的不确定性,提高了预测精度.以国内执飞ZSPD-ZUCK的CQH8867航班为实例进行验证,考虑了起飞质量、爬升顶点信息以及风速风向等对航迹预测的影响,以位置误差与时间误差作为评价指标,研究结果表明:本文提出的算法可以将到达离港点时刻的误差控制在1 min以内,满足空中交通管理的需求.      

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。     

终端空域尾流间隔缩减研究综述

改进与完善尾流间隔标准是提高终端空域容量,保障终端空域安全运行的重要措施.分析、总结了国内外缩减尾流间隔技术,指出实现尾流间隔缩减的途径有2类,一类是偏置进近程序,着重于后机避开前机的尾流影响区域;另一类是动态尾流预测模型,致力于将前机尾流对后机的影响控制在可容忍的范围之内.通过分析国内外尾流间隔缩减系统的结构组成及应用情况,指出目前研究的热点集中于动态尾流预测.并重点分析了尾流预测与尾流遭遇2个核心模块;通过快速准确地预测尾流的产生与演变,评估尾流的严重性,能够给出安全、合理的尾流间隔.提出未来研究的发展方向.     

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.