基于场面冲突热点的航空器滑行路径优化研究

发布时间：2017-10-05 08:32

  本文关键词：基于场面冲突热点的航空器滑行路径优化研究

  更多相关文章： 冲突热点 地面滑行路由规划 节点-路段模型 热点避让机制 优化路径

【摘要】：目前,国内大型机场场面结构日趋复杂,航班流量逐渐增多,在现有的有限资源条件下,地面滑行过程中发生冲突的热点区域也逐渐增多,识别出这些冲突热点区域并为其划分危险等级,根据划设的结果来进行航空器地面滑行路径的优化,是提升机场容量,保障航空器地面安全运行的有效手段。 本文主要对机场结构先进行数学建模,采用有向图的方式将机场地面抽象成节点-路段类数学模型,并对节点和路段分别进行赋值,结合航空器地面滑行的运行规则,引入机场地理信息等要素,然后详细介绍跑道、滑行道和停机坪的数学建模过程以及航空器滑行运动过程中速度变化的模型,验证了该模型的可行性和可靠性。 针对已建立场面结构模型的机场,处理和分析该机场历史场面监视数据,得出航空器地面滑行过程中速度变化的特征以及滑行道的使用规则,建立场面冲突热点区域识别系统,详细介绍系统算法运行流程,根据相关数据识别出机场的冲突热点区域,阐述这些热点区域的时空分布特征以及冲突产生原因,制定热点区域的危险等级划分标准,从而确定这些冲突热点区域的危险等级,以便直观的了解冲突热点区域。 对已识别出的冲突热点区域,选取其中部分热点区域为例,对经过这些热点区域的航空器进行滑行路径的优化,构建航空器基于热点区域的滑行避让和选择机制,提出了基于机场冲突热点的时空分布特征的航空器地面滑行路径优化模型以及相应的约束条件。以中南某机场一段时间内通过热点区域的航班实际运行数据为例,结合文章中提出的路径优化模型进行仿真分析。仿真结果表明,通过对选取的典型航班数据优化使得该时间段内的航空器滑行总时间减少了238s,且有效的规避了冲突热点区域,降低了原冲突热点区域的危险等级,对于保障机场安全运行效率有重要意义。
【关键词】：冲突热点 地面滑行路由规划 节点-路段模型 热点避让机制 优化路径
【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】：2015
【分类号】：V355.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 课题来源和研究背景12-13
• 1.2 课题研究意义13-14
• 1.3 机场冲突热点区域与滑行路径优化概述14-18
• 1.3.1 机场冲突热点区域概述14-16
• 1.3.2 滑行路径优化概述16-18
• 1.4 机场地面仿真软件的研发现状18-19
• 1.5 文章的主要内容与结构安排19-22
• 1.5.1 论文的研究思路19
• 1.5.2 论文创新点19-20
• 1.5.3 论文研究内容和结构20-22
• 第二章 机场机动区场面结构模型构建22-37
• 2.1 机动区地面子系统22-25
• 2.1.1 跑道系统23-24
• 2.1.2 脱离道系统24-25
• 2.1.3 滑行道系统25
• 2.2 地面交通系统建模方法概述25-31
• 2.2.1 地面交通系统建模方法25-28
• 2.2.2 跑道系统建模28-29
• 2.2.3 滑行道系统建模29-30
• 2.2.4 机坪系统建模30-31
• 2.3 航空器滑行速度分析31-36
• 2.3.1 问题分析31-32
• 2.3.2 航空器滑行速度模型32-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 机场冲突热点区域的识别和危险等级划分37-60
• 3.1 冲突热点区域识别的功能模块38-44
• 3.1.1 机场元素显示模块39
• 3.1.2 历史雷达数据处理模块39-41
• 3.1.3 滑行数据处理模块41-43
• 3.1.4 冲突热点区域识别模块43
• 3.1.5 危险等级划分模块43-44
• 3.2 冲突热点区域识别的关键方法步歘44-48
• 3.2.1 冲突热点区域识别方法的关键步歘44-47
• 3.2.2 机场冲突热点危险等级划分标准47-48
• 3.3 场面热点区域识别系统简介48-49
• 3.4 热点区域危险等级划分实例49-51
• 3.5 机场危险区时空分布特征统计51-54
• 3.5.1 时间分布特征51-53
• 3.5.2 空间分布特征53-54
• 3.6 冲突热点的具体成因和位置54-59
• 3.7 本章小结59-60
• 第四章 基于冲突热点的航空器滑行路径优化60-76
• 4.1 基于热点区域的滑行路径优化算法机制60-61
• 4.2 滑行路径热点避让优化算法设计61-64
• 4.2.1 静态路径算法思路总体介绍61-62
• 4.2.2 动态路径算法思路总体介绍62-63
• 4.2.3 热点区域处理方法和选择避让机制63-64
• 4.3 优化算法实现过程64-70
• 4.3.1 目标函数的建立65-67
• 4.3.2 算法实现的具体过程67-69
• 4.3.3 数据库表的设计69-70
• 4.4 实例验证70-75
• 4.4.1 实例机场基本情况70-71
• 4.4.2 路径优化结果分析71-75
• 4.5 本章小结75-76
• 结论与展望76-77
• 参考文献77-80
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果80-81
• 致谢81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：975800