航空网络鲁棒性及延误传播相关性研究

发布时间：2020-06-19 09:57

【摘要】：航空运输系统是一个开放的复杂系统,理解和掌握系统的结构和动力学对于优化系统运行具有重要意义。本文以航空运输系统作为研究对象,基于系统实际运行数据,借助网络相关理论、数据挖掘等方法,从网络结构特征和动力学特征以及延误传播规律三个方面对航空网络进行了深入研究。首先,从多层网络的角度分析了航空运输系统,首次提出了扇区网络的概念,构建了由机场网络、航路网络及扇区网络组成的多层航空网络,分析了各层网络的结构特征。其次,从网络结构及动力学特性两方面对航空网络的鲁棒性进行了研究,构建了基于不同拓扑指标的节点破坏移除策略,并分析了不同破坏策略下三个网络连通度的下降规律,从而确定了评价节点结构重要度的拓扑指标。然后,从航空运输系统的运行特性出发,引入了系统韧性的概念,通过设置跑道容量下降来模拟机场节点受到破坏研究了网络的韧性。设置了多参数的破坏场景,构建了系统运行性能的评价指标体系,从随机破坏情景与选择性破坏情景分析了航空网络的韧性。研究发现,航空网络的运行性能呈现“稳定—破坏—恢复—重新稳定”的变化过程,并发现复杂网络的结构指标无法有效评估节点在网络运行上的重要性。最后,采用空间相关分析及时间序列分析方法对航班延误数据进行了分析,发现延误与机场间距离有一定相关性,地理位置相近的机场的延误模式相似。本文的研究对于深入理解多层网络结构和动力学以及指导航空运输系统运行都具有重要的理论意义和应用价值。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V35
【图文】：

班次,航班,民航,运输机

1.1 研究背景及意义民航业是我国国民经济的重要基础产业，是综合交通运输体系的不可或缺的部分，其发程度体现了国家的综合实力和现代化水平。目前，我国已成为名副其实的民航大国，具备了现由“大”向“强”跨越的内在条件。国务院和中央军委等部委连续出台文件，强调民航业的战地位。特别是十九大之后的首次中央经济工作会议，再次强调应加快民航发展。虽然我国的航业在过去几年取得了举世瞩目的成绩，但是我国民航业目前依然存在一些主要问题制约整的发展。航空运输快速发展需求与我国民航基础保障能力的不足之间的矛盾依旧突出。特别恶劣天气等突发事件严重影响了我国航空运输的正常运行。民航局 2017 年初发布的《2016 年统计公报》表明，2016 年是近 7 年来全球经济贸易增最低的一年，国内经济同样处于下行趋势。在经济形势不太可观的这一年里，我国民航运输产指标仍保持着较为平稳的增长速率。在旅客运输量方面，2016 年全年民航旅客运输共完48796 万人次，较 2015 年相比上涨了 11.9%；在起降架次方面，2016 年全年累计客货运输航器起降架次达到了 923.8 万次，与 2015 年相比增长了 7.9%。2012 至 2016 年民航的运输机场降架次如图 1.1 所示。虽然这五年内起降架次的增长率呈现小幅度下滑，但起降架次整体趋依然在攀升。

七桥问题,节点

图 2.1 欧拉的“七桥问题”计特征众多领域，如能源传输、电子科学、通信工程、交通相互作用关系复杂，规模、形态、功能各异，将系统注节点之间是否有边连接，而不关心节点与边的实际们将网络这种不局限于其节点与边的具体位置与具体性质。网络的静态物理几何量常用于量度网络的拓扑及各节点间相互作用的过程。常见的静态统计量包括等。本节主要介绍网络拓扑结构的相关统计特征。础也最重要的统计特征量。节点i 的度ik定义为该节点1Ni ijjk a

【参考文献】