基于复杂网络理论的陆基空管保障系统布局优化研究

发布时间：2020-06-21 00:23

【摘要】：民航空管陆基保障系统作为保障民航空管安全运行和维护航班正常保障能力的基础,对民航航班正常运行有着重要意义。虽然我国空管陆基保障设备已经进行了长时间的建设,但随着民航航线网络化的不断加强,空管陆基保障设备保障能力不足的问题也日益突出。航班流量需求日益增长与空管陆基保障设备建设比较滞后形成了矛盾。本文针对导航设备、通信设备和监视设备各自的工作特点,构建以导航台设备为节点,存在航班通行的航路抽象为边,以相邻两个导航设备存在航班飞行作为边权,通信网络与监视网络对整个陆基空管保障体系的作用作为加权的陆基空管保障系统复杂网络模型。以西南地区陆基空管保障系统为例,研究成都(含重庆)管制区、昆明管制区和贵阳管制区三个地区的基本特征参数和关联特征参数两方面的复杂网络特征参数,证明陆基空管保障系统的连接偏好性。提出基于改进拓扑势的节点重要性评估算法,相比基于度的评价算法、基于介数的评价算法和基于K-Shell算法在蓄意攻击下的网络效率得到提升。以西南地区为研究对象,研究陆基空管保障系统布局优化问题。研究针对识别的薄弱地点依次增添导航台或监视设备,考虑成本、节点重要性和网络结构等要素,分别构建导航台和监视台站的布局优化模型。以西南地区成都(含重庆)管制区、昆明管制区和贵阳管制区同时进行导航台选址为例进行研究,采用粒子群方法求解这个多目标搜索问题,得到西南地区陆基空管保障系统优化布局结果。开发导航台辅助决策软件,实现选址结果的可视化。最后对本文的研究进行总结和展望。
【学位授予单位】：中国民用航空飞行学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V355.1;O157.5
【图文】：

定位方式

是发射电波受视线限制且测向精度受场地影响较大。VOR 的工作原理如图 2.2 所示。VOR 导航台工作时发送两个信号：一个是固定准信号，另一个是围绕着 VOR 圆周角度的连续变化的相位信号。基准信号的相位变的，而另一个连续变化的信号的相位会随着 VOR 台站的径向线不断变化。基准是向磁北极发射的，而向 180 度（指向磁南极）发射的信号与基准信号相位差。在航空器机载设备端，接收信号通过信号放大、调幅后分成三个信号：基准信过副载频滤波、限幅、鉴频和 30Hz 滤波后输入比相器；可变相位信号通过 30H直接至比相器；莫尔斯识别码和话音信号。随着航空器相对于 VOR 导航台水平面的不同，两者的相位差从 0°~360°变化。机载设备接收来自地面台的发射信号，并出这两个信号的相位差，就可得到飞机相对地面的磁方位角，再加 180°就是方位于两个信号安排的在地面台磁北方向上同相，所以接收机测到的是飞机相对地面磁方位角。

定位方式,有线通信,陆基,无线通信系统

图 2. 3 DME 定位方式，DME 的基本工作原理为：机载设备发出一对的询问，在一定时间延迟（通常为 50μ）发出成对应答脉冲，将发出询问和收到应答信号之间所经过的时间减去地面台的距离。类及运行分析设备中的通信设备分为无线通信设备和有线通信设备无线通信系统包括甚高频无线电设备（VHF，Very HigHF，High Frequency），陆基有线通信系统包括自动转有线通信。表 2. 1 陆基无线通信系统参数表

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