基于动态网络流方法的空域通行能力优化研究
发布时间：2021-01-17 14:53
民航局空管局近些年对“通行能力”的研究十分关注,其核心问题是可用高度层如何分配,从而达到满足交通需求、最优配置空域资源的目的。由于空域与运行条件复杂,通行能力常常达不到评估出的容量。因此有必要研究通行能力的优化问题,从而使每个空域用户都能尽量公平、有效地使用空域,避免空域资源的虚耗和浪费,缓解空域拥挤。通行能力与容量的区别与联系是文章立论的基础。针对这一问题,首先,辨析了通行能力与容量的概念,指出通行能力偏向于衡量空域单元“能通过”的能力,而容量偏重于空域单元“能容纳”的能力。其次,从正常运行和突发事件产生的费用两个角度,定义了航路网络流分配时需要使用的费用函数。最后,给出了网络和高度层的数学描述。针对传统运筹学模型和交通流分配模型应用于航空系统存在缺陷这一问题,分别对两者进行了改进。在模型建立方面,使用节点间多条边描述高度层,使用可变的费用函数代替不变的费用,根据机型将单种流扩展为多种流。在模型求解算法方面,第一,改进了最小费用最大流问题的求解算法,设计了一种阶段性分配流量的近似算法;第二,从迭代方式和效率矩阵的变换两方面改进了匈牙利算法。第三,引入连通系数和容忍度的概念,改进了Di...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
航路和航线的抽象描述⑵机场节点和航路交叉点
中国民航大学硕士学位论文343.4算例分析3.4.1单品种流的算例1算例构造如图3-1所示，为上海终端区的空域结构雷达图，其中虹桥机场为双跑道，浦东机场为三跑道，POMOK、PK、EKIMU、OLGAP、DADAT、IGLIT、JIN、PDO14、XSY、PDO10、PDO11、PINOT、HSH、ALDAP和NINAS为终端区内的导航台点，即本文设定的中间节点，无锡（编号1）、南浔（编号2）、PIKAS（编号3）、庵东（4）、BK（5）、启东（6）、IBEGI（7）、EMSAN（8）、DUMET（9）为进出口节点。取上海终端较为繁忙的一天作为算例，进出场流量如图3-2所示。IBEGI与DUMET出现危险天气，短期内禁止航空器进入，在部分航路受阻的情况下，其他进场航路拥挤程度增加，需要进行紧急情况下的流量分配。图3-1上海终端区结构图类似于2.2.2中使用《图论》描述空域，也可以使用《图论》描述终端区的结构。例如如图3-2所示，终端区的进离场航线具有方向性，可以抽象为一个赋权有向网络图。定义终端区航线网G=(V,E,C)，其中,,,,inoutminoutrnrnntntnV={v,v,v,v,v}表示网络节点集合，,inrnv表示第n个跑道入口节点，,outrnv表示第n个跑道出口节点，mnv表示第n个中间节点，,intnv表
中国民航大学硕士学位论文35示终端区第n个进口节点，,outtnv表示终端区第n个出口节点；E表示网络的边集，即航线网中的各条航线和跑道抽象成的边的集合；每一弧(,)ijvvA，除了容量ijcC外，由于航空器在航线上运行会导致航路网络的拥挤，故有必要使用2.3.1中建立的航线费用函数进行计算，其中{(,)}ijf=fvv表示航线(,)ijvv上的航空器流量。图3-2终端区空域网络抽象示意图图3-3各时段进离场航空器架次利用MATLAB2017A对算例进行仿真。首先对航空器进场进行分析，由于是一个多起点的问题，故可添加虚拟节点使之转化为一个单起讫点的问题，并设连接虚拟节点
【参考文献】：
期刊论文
[1]危险天气下终端区受扰通行能力优化[J]. 王莉莉,王航臣. 安全与环境学报. 2019(06)
[2]危险天气下航路网络流可靠性的动态管理[J]. 王莉莉,王航臣,赵迪,李彦吉. 中国民航大学学报. 2019(06)
[3]基于双重容量识别标准的航空网络关键航段识别方法[J]. 李佳威,刘飞,吴明功,余敏建,康润喆. 航空工程进展. 2019(05)
[4]突发事件下大规模空中交通流量管理的组合优化模型[J]. 王莉莉,王航臣. 航空学报. 2019(08)
[5]建立机场通行能力使用情况的评价指标[J]. 缪志新. 民航学报. 2019(03)
[6]飞机性能的航路网络通行能力优化[J]. 王莉莉,王航臣. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(09)
[7]An evolutionary computational framework for capacity-safety trade-off in an air transportation network[J]. Md.Murad HOSSAIN,Sameer ALAM,Daniel DELAHAYE. Chinese Journal of Aeronautics. 2019(04)
[8]多机场协同下航路网络通行能力优化[J]. 王莉莉,王航臣. 飞行力学. 2019(01)
[9]考虑高度层分配的航路交叉点协同通行能力研究[J]. 王莉莉,王航臣. 中国科技论文. 2018(19)
[10]终端区受扰通行能力优化的动态网络流模型[J]. 王莉莉,王航臣. 系统工程. 2018(08)
博士论文
[1]高速铁路通过能力计算及可靠性评估方法研究[D]. 李晓娟.北京交通大学 2016
[2]不确定容量条件下终端区流量管理关键技术研究[D]. 杨尚文.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]基于实际交通数据的空域通行能力研究[D]. 王宇.中国民航大学 2019
[2]危险天气下的典型空域受扰通行能力研究[D]. 彭江雪.中国民航大学 2019
[3]基于管制员认知负荷的扇区动态通行能力研究[D]. 王敏.中国民航大学 2017
[4]航路交叉点容量优化和排序模型研究[D]. 张潇潇.中国民航大学 2016
[5]进近管制扇区通行能力评估技术研究[D]. 胡勇.南京航空航天大学 2015
[6]基于网络流割集理论的路网容量研究[D]. 何林儒.长沙理工大学 2011
本文编号：2983081
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
航路和航线的抽象描述⑵机场节点和航路交叉点
中国民航大学硕士学位论文343.4算例分析3.4.1单品种流的算例1算例构造如图3-1所示，为上海终端区的空域结构雷达图，其中虹桥机场为双跑道，浦东机场为三跑道，POMOK、PK、EKIMU、OLGAP、DADAT、IGLIT、JIN、PDO14、XSY、PDO10、PDO11、PINOT、HSH、ALDAP和NINAS为终端区内的导航台点，即本文设定的中间节点，无锡（编号1）、南浔（编号2）、PIKAS（编号3）、庵东（4）、BK（5）、启东（6）、IBEGI（7）、EMSAN（8）、DUMET（9）为进出口节点。取上海终端较为繁忙的一天作为算例，进出场流量如图3-2所示。IBEGI与DUMET出现危险天气，短期内禁止航空器进入，在部分航路受阻的情况下，其他进场航路拥挤程度增加，需要进行紧急情况下的流量分配。图3-1上海终端区结构图类似于2.2.2中使用《图论》描述空域，也可以使用《图论》描述终端区的结构。例如如图3-2所示，终端区的进离场航线具有方向性，可以抽象为一个赋权有向网络图。定义终端区航线网G=(V,E,C)，其中,,,,inoutminoutrnrnntntnV={v,v,v,v,v}表示网络节点集合，,inrnv表示第n个跑道入口节点，,outrnv表示第n个跑道出口节点，mnv表示第n个中间节点，,intnv表
中国民航大学硕士学位论文35示终端区第n个进口节点，,outtnv表示终端区第n个出口节点；E表示网络的边集，即航线网中的各条航线和跑道抽象成的边的集合；每一弧(,)ijvvA，除了容量ijcC外，由于航空器在航线上运行会导致航路网络的拥挤，故有必要使用2.3.1中建立的航线费用函数进行计算，其中{(,)}ijf=fvv表示航线(,)ijvv上的航空器流量。图3-2终端区空域网络抽象示意图图3-3各时段进离场航空器架次利用MATLAB2017A对算例进行仿真。首先对航空器进场进行分析，由于是一个多起点的问题，故可添加虚拟节点使之转化为一个单起讫点的问题，并设连接虚拟节点
【参考文献】：
期刊论文
[1]危险天气下终端区受扰通行能力优化[J]. 王莉莉,王航臣. 安全与环境学报. 2019(06)
[2]危险天气下航路网络流可靠性的动态管理[J]. 王莉莉,王航臣,赵迪,李彦吉. 中国民航大学学报. 2019(06)
[3]基于双重容量识别标准的航空网络关键航段识别方法[J]. 李佳威,刘飞,吴明功,余敏建,康润喆. 航空工程进展. 2019(05)
[4]突发事件下大规模空中交通流量管理的组合优化模型[J]. 王莉莉,王航臣. 航空学报. 2019(08)
[5]建立机场通行能力使用情况的评价指标[J]. 缪志新. 民航学报. 2019(03)
[6]飞机性能的航路网络通行能力优化[J]. 王莉莉,王航臣. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(09)
[7]An evolutionary computational framework for capacity-safety trade-off in an air transportation network[J]. Md.Murad HOSSAIN,Sameer ALAM,Daniel DELAHAYE. Chinese Journal of Aeronautics. 2019(04)
[8]多机场协同下航路网络通行能力优化[J]. 王莉莉,王航臣. 飞行力学. 2019(01)
[9]考虑高度层分配的航路交叉点协同通行能力研究[J]. 王莉莉,王航臣. 中国科技论文. 2018(19)
[10]终端区受扰通行能力优化的动态网络流模型[J]. 王莉莉,王航臣. 系统工程. 2018(08)
博士论文
[1]高速铁路通过能力计算及可靠性评估方法研究[D]. 李晓娟.北京交通大学 2016
[2]不确定容量条件下终端区流量管理关键技术研究[D]. 杨尚文.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]基于实际交通数据的空域通行能力研究[D]. 王宇.中国民航大学 2019
[2]危险天气下的典型空域受扰通行能力研究[D]. 彭江雪.中国民航大学 2019
[3]基于管制员认知负荷的扇区动态通行能力研究[D]. 王敏.中国民航大学 2017
[4]航路交叉点容量优化和排序模型研究[D]. 张潇潇.中国民航大学 2016
[5]进近管制扇区通行能力评估技术研究[D]. 胡勇.南京航空航天大学 2015
[6]基于网络流割集理论的路网容量研究[D]. 何林儒.长沙理工大学 2011
本文编号：2983081
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