空域灵活使用下流量分配技术

发布时间：2017-07-08 16:17

  本文关键词：空域灵活使用下流量分配技术

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【摘要】：一直以来,空中交通拥挤都是影响航空运输的重大因素,由此带来的航班延误不仅给旅客出行带来了不便,同时也会形成多米诺骨牌效应使得后续航班延误、增加管制人员负荷和航空公司运行成本。面对上述问题,本文吸收借鉴了前人研究成果,对流量分配技术分别从三个方面进行了研究,主要工作内容如下:首先,对空域灵活使用下流量分配技术做了前期基础性研究,这其中包含改进之前常规的Delaunay三角形划分方案,建立了考虑飞行流量的扇区划分方法,并采用哈夫曼编码理论进行了扇区合并;创新性地考虑危险天气、管制员工作负荷与航班纵向间隔三者之间的关系以及三者与扇区容量之间的关系,建立了扇区动态容量评估模型。其次,进行了空域灵活使用基础上流量分配技术研究,第一种方法是利用临时航线和固定航线等手段,在模型中引入机型运营成本和临时航线运营成本来计算总运行成本;第二种方法是对第一种方法的改进,考虑了航班飞行过程中可能遇到复杂天气等情况以及提高了航路选择的灵活性,以上两种均采用了遗传算法进行求解。第三种方法是考虑流量分配实时性需求的飞行流量分配,把即将进入较高流量航路上的航班分配到较低流量的航路上,使得航路的飞行流量负荷达到均衡且航班的总体飞行成本最低,相对于前两种方法,不需要已知扇区内的复杂情况且能够满足实时决策的需求。最后,设计了飞行流量分配仿真验证程序,为了能够在建立模型后了解不同时刻下的诸多影响因素变化情况,采用Qt应用程序框架,在设计仿真验证程序时综合考虑了程序的跨平台性、对不同模型的兼容性等因素。
【关键词】：空中交通管理 空域灵活使用 流量分配技术 遗传算法 军备竞赛模型 仿真验证程序
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V355
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究目的和意义12
• 1.3 国内外研究现状12-15
• 1.4 研究内容和章节安排15-18
• 第二章 空域灵活使用与流量分配概念18-22
• 2.1 空域灵活使用概念18
• 2.2 空域灵活使用下的空域管理18-22
• 2.2.1 空域三级管理18-19
• 2.2.2 临时航线主动释放机制19-22
• 第三章 空域灵活使用下流量分配技术前期基础研究22-39
• 3.1 基于Delaunay三角形的分时段高空扇区划分22-30
• 3.1.1 Delaunay三角形介绍22-23
• 3.1.2 高空扇区划分的基本思路23
• 3.1.3 建立管制扇区划分方法模型23-27
• 3.1.4 算例分析27-30
• 3.2 考虑危险天气下的扇区动态容量评估30-37
• 3.2.1 扇区动态容量评估基本思路31
• 3.2.2 容量的定义31-32
• 3.2.3 危险天气与管制员工作负荷对容量的约束模型32-36
• 3.2.4 算例分析36-37
• 3.3 本章总结37-39
• 第四章 考虑利用临时航线的飞行流量分配39-49
• 4.1 遗传算法介绍39
• 4.2 航路结构对飞行流量分配的影响39-40
• 4.3 考虑临时航线流量分配模型的建立40-42
• 4.3.1 相关假设条件40-41
• 4.3.2 规划模型描述41
• 4.3.3 相关符号说明41-42
• 4.3.4 模型的建立42
• 4.4 模型求解方法42-45
• 4.4.1 适应度函数计算43-44
• 4.4.2 基因编码44-45
• 4.4.3 种群初始化45
• 4.5 算例分析45-48
• 4.6 本章结论48-49
• 第五章 考虑天气影响的飞行流量分配49-56
• 5.1 危险天气影响下的航段容量49
• 5.2 流量分配模型建立49-52
• 5.2.1 目标函数的确定49-51
• 5.2.2 约束条件的确定51-52
• 5.3 遗传算法的设计52-53
• 5.3.1 编码方式选择52
• 5.3.2 初始化种群52
• 5.3.3 适应度函数选择52-53
• 5.4 算法仿真计算53-55
• 5.5 本章结论55-56
• 第六章 考虑实时性分配需求的飞行流量动态分配56-64
• 6.1 军备竞赛理论介绍56-57
• 6.2 考虑实时性分配需求的飞行流量分配模型建立57-59
• 6.2.1 单个航路点下军备竞赛模型的建立57-58
• 6.2.2 航路网中军备竞赛模型的应用58-59
• 6.3 航路流量负荷均衡指标59-60
• 6.4 航路网络中流量动态分配算法60
• 6.5 算例分析60-63
• 6.6 本章结论63-64
• 第七章 流量分配技术仿真验证程序设计64-69
• 7.1 程序设计目的64
• 7.2 程序组成结构64-66
• 7.3 程序设计界面66-67
• 7.4 程序设计特点67-69
• 7.4.1 跨平台特性67-68
• 7.4.2 图形化操作界面68
• 7.4.3 模块之间较弱的耦合性68-69
• 第八章 总结与展望69-72
• 8.1 研究总结69-70
• 8.2 研究展望70-72
• 参考文献72-77
• 致谢77-78
• 作者简介78-79

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本文编号：535328