终端区航空器飞行冲突风险预测方法研究

发布时间：2017-09-18 22:47

  本文关键词：终端区航空器飞行冲突风险预测方法研究

  更多相关文章： 飞行冲突风险 运输航空器 通用航空 低空空域 终端区 计算机模拟

【摘要】：目前,低空空域改革已经进入了深化阶段。充分利用低空空域资源,实现低空空域的精细化管理是这一阶段的目标。为了保证安全,减少飞行冲突,并最大程度利用宝贵的低空空域资源,有必要对未来运输机场周边通航活动与运输飞机的飞行冲突风险进行预测,由此确定运输机场周边低空空域的水平范围和垂直范围,从而满足精细化管理的要求。根据终端区实际飞行程序、原始飞机性能数据、机型基础数据、大气数据、机组标准操作程序和位置误差数据,利用空间坐标系下的数学几何关系,动态查表插值算法,实时迭代算法,全能量推力模型,飞机运动参数的几何分解和二维正态分布误差,建立了终端区运输飞机轨迹模型。根据常见通航飞机的机型基础数据,按照通航飞行员的驾驶特征,空间坐标系下的数学几何关系,利用飞机运动参数的几何分解,通用飞机活动范围约束算法和扇形区域内均匀分布点生成算法,建立了通航活动区内通用飞机的自由飞行轨迹模型。将上述的运输飞机轨迹模型,通用飞机轨迹模型和飞行冲突判别方法,整合为终端区航空器飞行冲突模型。根据该模型,使用C语言编写仿真程序,对案例机场终端区跑道中心20公里范围内的航空器轨迹进行计算机模拟,并对模型进行验证,预测不同通航活动区设置的飞行冲突风险,最终得出运输机场周边通航活动区的划设范围。在该范围内,自由飞行的通用航空器与运输航空器的飞行冲突风险满足可接受的安全水平。本研究在理论上可为终端区航空器飞行轨迹的精确计算方法和飞行冲突风险预测提供借鉴,在现实上可为城市运输机场周围通用飞机活动区的划设提供支持,有助于低空空域资源的精细化利用,在满足安全的基础上提高经济效益。
【关键词】：飞行冲突风险 运输航空器 通用航空 低空空域 终端区 计算机模拟
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V355
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 低空空域研究现状13-15
• 1.2.2 飞行冲突研究现状15-16
• 1.3 研究方案16-20
• 1.3.1 研究目标16-17
• 1.3.2 研究内容17-18
• 1.3.3 技术路线18-20
• 第2章 航空器碰撞冲突相关概念与理论20-30
• 2.1 终端区飞行冲突风险的概念20-26
• 2.1.1 终端区的定义20-22
• 2.1.2 碰撞冲突的定义22-23
• 2.1.3 冲突风险与安全目标水平23-26
• 2.2 航空器碰撞与冲突的理论26-30
• 2.2.1 碰撞风险模型对比26-27
• 2.2.2 基于系统仿真的碰撞模型27-30
• 第3章 运输飞机航迹模型的建立30-60
• 3.1 运输飞机轨迹模型总体结构30-32
• 3.2 离场运输飞机基本数据设定32-42
• 3.2.1 航路点设定32-37
• 3.2.2 飞机重量设定37-38
• 3.2.3 飞机控制速度设定38-40
• 3.2.4 飞机初始位置设定40-42
• 3.3 离场运输飞机垂直剖面计算42-52
• 3.3.1 大气数据计算42-45
• 3.3.2 离场运输飞机的推力计算45-47
• 3.3.3 离场运输飞机的阻力计算47-50
• 3.3.4 求解离场运输飞机的加速度和爬升角50-52
• 3.4 离场运输飞机的水平轨迹计算52-56
• 3.4.1 直线加速爬升轨迹计算52-54
• 3.4.2 带加速度的旁切转弯轨迹计算54-56
• 3.5 进场运输飞机的飞行轨迹计算56-60
• 3.5.1 进场运输飞机的初始位置设定56-58
• 3.5.2 进场运输飞机的垂直剖面计算58
• 3.5.3 进场运输飞机水平航迹计算58-60
• 第4章 通用飞机航迹模型的建立60-67
• 4.1 通用飞机初始位置设定60-61
• 4.2 通用飞机的水平轨迹计算61-64
• 4.2.1 通用飞机直线轨迹计算61-62
• 4.2.2 通用飞机转弯轨迹计算62-63
• 4.2.3 通用飞机水平活动范围约束63-64
• 4.3 通用飞机的垂直剖面计算64-67
• 第5章 终端区航空器飞行冲突模型的建立与仿真67-76
• 5.1 终端区航空器飞行冲突模型的建立67
• 5.1.1 冲突的判别67
• 5.1.2 运输与通用航空器飞行冲突模型的建立67
• 5.2 终端区航空器飞行冲突模型的算例分析67-76
• 5.2.1 运输飞机轨迹模型验证67-70
• 5.2.2 通用飞机轨迹模型验证70-72
• 5.2.3 运输与通用航空器飞行冲突模型的仿真72
• 5.2.4 通用飞机允许活动范围的飞行冲突风险预测72-76
• 第6章 结论与展望76-78
• 6.1 研究结论76-77
• 6.2 研究创新点77
• 6.3 研究局限与展望77-78
• 参考文献78-84
• 致谢84-85
• 附录A 仿真程序的组成模块85-87
• 附录B 终端区离场飞机飞行参数剖面87

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本文编号：877984