王社玲[1]2002年在《飞行前流量管理》文中进行了进一步梳理近年来，航空事业迅猛发展，飞行流量急剧增加，流量管理变得越来越迫切。如何科学地进行流量规划，使飞行流量在时间和空间上合理地分布，在保证飞行畅通和安全的前提下最大程度地利用现有空域资源是目前一项很迫切的任务。 本文从整体上研究航路交通流量的分布状态，提出并实现了飞行前流量管理的计算机辅助决策系统，能使有关部门查询受限单元在任何时段的飞行流量，指出其高峰时段和拥挤区域，并给出相应的调整措施，对主管部门科学地进行定期的航班规划以及临时航班调配具有重大意义，为我国未来的空中交通流量管理作出了奠基性的工作。
张雯雯[2]2009年在《区域空中交通流量控制仿真与建模研究》文中研究指明飞行流量的不断增长必然使容量有限的空域变得越来越拥挤,流量控制的发生也越来越频繁。实践证明,流量控制行之有效。但是,目前的流量控制更多地依赖于管制员个人的工作经验,规范性不足,具有一定的随机性和不确定性特点。因此,流量控制造成大量的航班延误,不但引起了各航空公司和广大乘客的不满,也给有关空管部门带来了许多负面影响,造成管制工作的被动。目前所使用的流量控制由于方法过分简单,有时不仅不能有效控制住流量高峰,而且会造成不必要的航班延误。针对这一问题,本文首先调研了现有的空中交通流量管理模型和基于排队论的流量控制模型及算法,分析了这些模型的优缺点和适用性;阐述了现有的流量控制策略,对已有的区域空中交通流量控制模型进行改进,使模型更加符合实际情况;建立了区域空中交通流量控制的数学模型,并使用多入口、多出口的算法得出具体的优化策略。本文还应用改进的控制策略和优化的控制策略分别对西安02号扇区的流量控制进行仿真。通过对仿真结果的评估表明,经本文所提出的方法优化后的控制策略,大大减少了航班延误,具有有效性和实用性。
叶博嘉[3]2013年在《基于多Agent的空中交通协同流量管理研究》文中认为随着全球经济一体化进程的加快，航空运输业已成为世界经济持续发展的重要支柱。面对民航业持续、迅猛的发展趋势，如何适应未来空中交通需求的变化，解决可能造成空中交通系统崩溃的严重延误问题，已成为国际航空业界关注与研究的焦点。协同式空中交通流量管理是美国航空航天局致力于解决未来空中交通问题的新技术之一，其研究目标是如何在保障安全、公平的条件下，让航空公司更多地参与流量管理方案的制定，以减轻流量管理部门的工作负担，提高流量管理效率，降低航班延误带来的损失，增加航空公司满意度。本文在借鉴国外先进研究成果的基础上，采用多Agent系统建模与仿真的方法研究了协同式空中交通流量管理技术。通过综合审视运控层面的空中交通行为，剖析流量管理部门、航空公司及航空器的运行目标与准则，建立了具有智能反应能力的多种Agent模型，搭建了动态、随机的系统运行环境，并利用仿真试验分析、评估协同式流量管理概念在具体运控中的效果，为未来空中交通流量管理提供前瞻性研究。本文的主要研究内容包括：1）系统论述了本文的理论研究基础。首先，阐述了协同式空中交通流量管理理论研究的起源、内容、研究目标及发展现状，剖析了现行空中交通系统具体存在的问题，描述了四个阶段协同流量管理过程。其后，在Agent系统建模理论的基础上，对多Agent系统及其通信方式进行分类。最后，重点介绍了仿真模型与原理，对建模过程中的关键技术做出详细解释。2）研究了基于多Agent的航班协同规划问题。首先，提出了以飞行流量管理部门之间相互协同、区域飞行流量管理部门与航空公司相互协同为主的多Agent层级航班协同规划模式。其后，采用基于Agent的建模方法，对层级航班协同规划模式中最关键的区域飞行流量管理部门Agent进行深入研究，并实例化其内部最核心的协同建模和协调推理模块。最后，将我国2008年夏秋航班时刻表作为主要数据源，以北京首都、上海虹桥以及广州白云叁大机场为主要研究对象，在同时考虑不同Agent的多个规划目标情况下，采用多Agent层级航班协同规划模式进行推理求解，并对算法中的关键参数进行敏感性分析。3）研究了基于多Agent的航路协同管理问题。首先，提出了以区域飞行流量管理部门与航空公司相互协同为主的多Agent交互航路协同管理模式。其后，采用基于Agent的建模方法，对交互航路管理模式中最关键的航空公司运控中心Agent进行深入研究，并实例化其内部最核心的运控建模和协调推理模块。最后，将中南地区2009年7月7日的雷达数据统计结果作为主要依据，以恶劣气象发生时的京广航线（中南地区）为研究对象，在随机、动态的空域仿真环境下，采用多Agent交互航路协同管理模式进行推理求解，并对算法中的关键参数进行敏感性分析。4）研究了基于多Agent的航空器协同运行问题。首先，提出了以相邻航空器相互协同为主的多Agent自适应航空器协同运行模式。其后，采用基于Agent的建模方法，对航空器Agent进行深入研究，以美国下一代空中交通系统提出的空中走廊概念为依托，将欧美空中交通管制中常用的点质量模型结合比例微分反馈控制器，实例化其内部最核心的运动建模和协调推理模块。最后，将EUROCONTROL发布的“航空器基础性能数据”作为主要依据，以Google Earth为可视化验证平台，采用混合式仿真方法测试航空器Agent在航路中的协同运行，并对算法中的关键参数进行敏感性分析。最后，论文总结了基于多Agent的协同流量管理研究的主要成果，指出本文可将博弈论以及航空公司竞争的研究引入，并展望了今后的研究前景。
毛亿[4]2012年在《飞行流量管理计算机辅助决策系统研究》文中研究指明在航空事业发展的过程中，飞行流量出现了急剧增加的情况，对其加强管理的要求也越发地迫切。对于飞机流量的管制必须根据现行的空中交通管理规则，其主要是对飞行计划进行科学的流量规划，同时可以利用计算机系统进行辅助性的计算，使飞机流量在实践与空间的分布上更为科学合理，从而保障飞行畅通与空中交通安全，在最大程度上利用好现有的空域资源，实现资源的合理配置。本文研究的主要内容是飞行航路交通流量的分部状况，同时根据现有空域的资源情况，对飞行流量的管理问题提出一些建议。本文认为解决这一问题可以采用计算机辅助决策的方法，通过对受限单元内任何时段的飞行流量进行计算，从而获得高峰时段以及相关的拥挤区域数值，从而提出相应的调整措施，是飞行需求与飞行容量实现平衡。本文对飞行流量管理的计算机辅助决策软件的实现方案和信息处理流程进行了初步设计，研究了流量计算统计、冲突预估等实现思路及和相关算法，提出了冲突调整的时隙插入法，并选取冲突信息查询、临时加班信息插入处理、交汇点流量查询等部分关键技术进行了模拟验证，对今后进一步深入开展空中交通管理技术研究将有较大帮助和指导意义。
田勇[5]2009年在《空中交通流量管理关键技术研究》文中提出随着我国国民经济的高速发展和国防能力的增强,军民航飞行活动增长迅速,且空中交通流量分布极不均衡。当空域容量无法满足流量需求时,所导致的空中交通拥塞不仅严重影响飞行安全,而且给军民航带来巨大的经济损失。空中交通流量管理(ATFM)是解决空中交通拥塞最有效、最经济的手段,美国、欧洲等航空发达国家已经建立、并仍在不断完善各自的空中交通流量管理系统,并因此取得了巨大的效益。借鉴国外先进经验,建立我国的空中交通流量管理体系,是我国航空运输快速发展的迫切需要和必然趋势。有关部门已经启动对空中交通流量管理体系、流量管理核心技术、系统开发等方面的研究,并首次将“协同流量管理核心技术”纳入国家863计划“新一代国家空中交通管理系统”重大项目中,作为发挥新一代国家空管系统在空管运行中技术优势的重要保证。本文首先阐述空中交通流量管理的基本概念和国内外流量管理发展现状,接着对国内外相关技术研究进行了综述,在此基础上以建设国家空中交通流量管理系统为目标,对空中交通流量管理系统中的部分关键技术进行了研究,主要包括以下内容:1、建立了机场地面静态和动态的容量评估模型,应用Dijkstra算法和滑动时间窗对容量评估模型进行求解,提高了动态容量评估模型的准确性和灵活性,并将成果应用于深圳宝安国际机场的改扩建工程。本文对空中交通容量的定义、评估方法进行了归纳、总结,通过对不同空域单元影响容量因素和限制条件的对比分析,将影响因素分为空域(机场)使用策略、航班流特性、实际管制间隔叁类,根据这叁类影响因素的时效性分别建立了静态评估模型和动态评估模型,并与目前国内大量机场改扩建中需要对机场地面进行容量评估的实际需求相结合,选取深圳宝安国际机场分别进行了静态和动态容量评估。针对机场地面动态容量评估,一方面在建立地面网络模型的过程中采用Dijkstra算法,实现航班模型的最短路径的搜寻;另一方面在对飞机动态分配路径的同时,采用滑动时间窗方法优化航班序列。评估结果表明,动态容量为一个时变量,可为制定预战术或战术流量管理方案提供决策支持;在动态评估中通过搜寻最短路径减小了以往采用固定滑行路径评估的误差,还大大提高了模型的灵活性,可对机场的改扩建起到参考作用。2、建立了基于进离场容量转化的单机场地面等待策略及多机场地面等待策略的多目标优化模型,设计了多目标遗传算法,并应用于全国航班计划的优化。在对现有单机场、多机场地面等待模型进行总结的基础上,针对机场跑道同时用于进场与离场的运行实际,而目前大多单机场地面等待策略模型中只专注于进场航班对机场容量影响的实际情况,提出基于进离场容量转化的单机场地面等待策略模型。该模型通过进场优先级可对进场、离场航班队列进行调节,得到适合于离场、适合于进场和进离场均衡的最优解。针对目前多机场地面等待模型中大多以航班总延误损失最小为单一的目标函数,难以满足不同方、不同情景的需求,将多机场地面等待问题作为一个多目标优化问题处理,并采用快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行求解,得到满足约束的多个调配方案,为各方进行协调、决策提供了依据。最后以全国航班计划为实例,对选取总延误最小、准点率最高和被调整航班数最少叁个指标作为目标函数,验证了模型的准确性和有效性。3、建立了不确定天气条件下空中等待、地面等待和改航叁者相结合的改航策略,相比已有的改航模型,有利于提高航班的准点率和空域的使用率,减少后续航班的延误;利用马尔可夫链中的最大转移概率原理确定未来天气状态;采用人工智能中的A*算法进行航路更改后最短路径的求解,并结合实际飞行计划进行了仿真验证。4、对空域的灵活使用、空域分类研究进行了总结,结合我国国情对适用于我国的空域灵活使用方法和评估指数、空域分类空域动态管理机制的建设提出建议,并对空域运行管理仿真与评估系统提出初步方案,对系统结构和各分系统功能进行了描述。5、将理论研究的成果应用于实际,参与容量评估系统和地区级流量管理系统设计开发工作,对“容量评估系统”和“中南地区流量管理系统”的研制概况、各分系统的主要功能进行了介绍。目前,“容量评估系统”已成功应用于国内十二个繁忙机场(区域)的容量评估,“中南地区流量管理系统”已经在民航中南空管局试运行。各研究成果在机场和空管系统的良好应用对减少航班拥挤与航班延误、提高航班正常率和空域利用率、加大空中交通流量起到了重要作用,同时也为国家空中交通流量管理系统的建设提供参考和借鉴。
黄斌[6]2013年在《空中交通流量管理中容量评估系统设计与实现》文中指出近年来,我国运输业有了大幅度的提升，其中航空业尤为突出。但是，这样的形势也带了一些负面影响，造成了空中交通的拥挤和堵塞，从而为飞机在飞行时埋下了安全隐患，会在一定程度上延误航班，使经济蒙受损失。为了解决上面的问题，我们借鉴航空运输业比较发达的国家的管理经验，采用全国统一的空中交通流量管理方法。由此可见，为了深入研究我国空中交通管理问题，就要紧紧围绕上述方法的相关理论开展。空中交通流量管理的作用是对全国飞行流量实施监控和管理。具体来说，主要实现以下功能：全国飞行流量与空域容量的实时监视、预警和告警信息；全国飞行流量与空域容量的分析、优化和预测；全国飞行流量的信息发布和咨询；协调军民航之间重要矛盾及应急处置建议；全国飞行流量的战略管理雏形。容量是空中交通流量管理的先决条件和核心指标。空中交通流量管理是对饱和容量之上的流量进行调整，使流量在系统中得以均衡，因此空域单元的容量是确定实施空中交通流量管理的重要依据，空域单元的容量评估是流量管理的先导性工作。容量评估的准确将直接影响到流量管理实施的效果。论文分为如下几个部分：首先介绍了我国实施空中交通流量管理的意义，以及流量管理体系包含的指标、管理工作的开展和进度；之后阐述了部分重要名称（容量、流量）的含义和中外当前的发展形势；接下来对空域单元容量评估模型进行建模；最后是容量评估模块的实现与分析。论文详细描述并分析了各类空域单元的容量评估模型。首先就航路而言，可以把航路容量看作是由航路自身固定的容量和航路起始处的过点容量两部分组成的，我们构建可以计算最大容量的计量模型。其次就空域和机场而言，建立了容量评估模型。另一方面，在构建模型时将天气变化和飞行范围等诸多的动态因素考虑在内，从而使得模型更加的贴合实际。论文还详细地描述和分析了容量评估子系统涉及到的其它关键技术，包括容量评估子系统与其他子系统进行通信、判断某个空域中有哪些航路经过。描述了一个用于各子系统通信的通用网络接口的设计以及使用UDP和TCP传送数据时需要考虑的各种问题，并提出了相应的解决方法，最终给出了一个可以在Windows平台和UNIX平台使用的网络接口的设计实例，实现不同子系统之间的通信；文中对判断一条航路是否经过某个空域的算法作了详细的分析，并给出了一个空域多边形类的设计实例。论文完成了全国空中交通流量管理系统中容量评估子系统的各部分功能实现以及各功能模块的仿真计算，仿真计算结果表明，改进的航路最大容量计算模型和实际容量计算模型是有效的。
张全[7]2009年在《飞行流量协同管理策略与技术研究》文中研究指明随着我国国民经济的快速发展和国土防空能力的不断增强,军、民航飞行流量显着增加,可利用空域资源日益紧缺,飞行矛盾不断突显,导致大量飞行延误,给人民生命财产和国土防卫带来了巨大的安全隐患。飞行流量协同管理是解决军、民航飞行矛盾,提高空域利用率,减少飞行延误的一种有效手段。它通过军、民航流量管理者与空域管理者、空域使用者之间的信息交换,协同各方参与者制定出更合理的流量管理方案。本文主要针对飞行流量协同管理进行了比较系统、深入地研究。首先,介绍了国内外飞行流量协同管理理论方法的研究现状。其次,详细地阐述了协同决策(CDM)理论及其在空中交通流量管理中的主要应用。然后,在对我国流量管理现状分析的基础上,系统地构建了适合我国国情的飞行流量协同管理系统方案,具体包括飞行流量协同管理系统中组织结构的设计、机构内部席位的设计以及相应的功能、运行流程和程序。进而提出了协同空域下飞行流量管理策略:针对军民航飞行流量协同管理问题,建立基于地面等待的协同空域飞行流量管理整数规划模型,并对模型进行了实例求解与分析,给出了相应的结果;随后,在所建立模型的基础上,改进了增强型地面等待程序(GDP-E)及其中的RBS算法和Compression算法,引入协同空域概念,提出协同空域地面等待程序(CA-GDP)以及CA-RBS算法和CA-Compression算法。最后,基于上述模型和算法,设计并开发了飞行流量协同管理策略生成系统,给出了业务流程和输出界面,并总结了本文的主要成果,分析了飞行流量协同管理的发展趋势。
陈星[8]2009年在《动态空域飞行流量自适应调配技术》文中提出随着我国航空交通运输的快速发展,空域与飞行需求之间的矛盾日益突出,单纯的依靠流量管理已经很难缓解这种矛盾。空域与飞行流量协同运行管理机制被提出,当空域拥挤出现时,可以首先考虑调整空域结构,最大限度的增大空域容量,再辅之以流量管理。因此在流量管理策略实施过程中,空域结构及容量将可能动态变化。以往对流量调配模型的研究大部分都是建立在未来空域容量确定已知基础上的,且策略的制定在计划周期的开始阶段业已完成,在这之后将不再修改,空域容量适应性差,很难在实际应用中得到广泛应用。本文针对动态空域研究与之相适应的流量调配技术。首先,在简单阐述了空中交通流量管理的意义、依据、分类及方法后,论文以单机场地面等待问题为例着重介绍了流量管理模型的构建方法及基本原理。其次,作为流量调配策略制定的基础,本文还介绍了空域容量及未来动态空域概念,并在遵从现有技术水平、国家政策等基础上,分别从航路(航线)、扇区、终端区叁个方面研究了空域动态管理策略。随后,本文提出了一种动态多阶段优化模型及启发式求解算法。并以广州白云机场为例,对本文介绍的流量管理模型及算法进行了验证,结果显示该模型及算法在缓解空域拥挤,提高空域容量适应性,降低延误成本方面较以往模型有了很多提高。最后,利用Visual C++6.0在Windows XP平台上开发了动态空域下飞行流量调配系统。
夏士海[9]2010年在《贵空分局流量管理系统的设计研究》文中研究说明随着我国航空运输的高速发展,空中交通流量持续增加,如果空域资源和管理水平不能满足日益增长的航空运输需求时,就会发生空中交通拥塞,不仅严重威胁飞行安全,而且导致了大量飞行延误,给国民经济造成巨大的经济损失。空中交通流量管理是解决空中交通拥塞有效、经济的手段。因此,在空管运行系统中对流量的监视就显得尤为重要,对空中交通流量管理方法的研究是空中交通管理理论研究的重要课题之一。容量是衡量空域系统可用能力和进行空中交通流量管理的关键性指标。空中交通流量管理是在空中交通活动将要超过和已经超过空中交通最大容量时对空中交通活动所采取的有目的地均衡系统中实际空中交通流量的管理行为,因此空中交通容量是确定系统是否需要实施空中交通流量管理的标准,空中交通容量评估是空中交通流量管理的基础性工作。容量评估的准确性直接影响到流量管理实施的效果。在空中交通流量管理中,对可能出现的流量高峰进行科学的、准确的预测,从而针对所预测的流量状态和高峰时段实施科学有效的流量管理,也是有效解决航班延误和空中交通阻塞的一项关键技术需求。论文首先系统地介绍了空中交通流量管理的基本知识：包括空中交通流量管理的意义、构成、实现方法以及工作过程；概要的介绍了流量和容量的概念；介绍了国内外空中交通流量管理的发展情况以及存在的问题。本文结合作者工作,在以往流量管理技术研究成果的基础上,结合空中交通流量管理的实际特点,对空管运行中的流量监视系统从理论上和实际应用中进行了深入细致的研究。论文结合我国实际情况比较完整的设计一套区域流量管理系统,描述了该系统主要功能和模块的划分。论文详细描述并分析了航路容量评估模型、空域容量评估模型；给出了实际的飞行流量预测流程,研究了基于4D轨迹预测的战术流量预测模型,并根据AFTN电报数据和实时系统行及数据进行流量预测修正,实现并验证了基于AFTN实时电报的动态修正方法,提出了针对严格按照计划航路飞行航班的矩形框分段修正算法。然后在容量评估和流量预测的基础上,根据流量告警定义,给出了流量告警的警情级别设置和流量告警的流程。最后,简要介绍了区域流量管理试验原型系统的构架方案、信号引接方案和主功能实现。
孙晓阳[10]2010年在《空域与流量协同管理策略研究》文中研究表明随着我国航空运输的迅猛发展,民航事业获得了举世瞩目的成就,但是空中交通流量分布极不均衡。当空域容量无法满足流量需求时,会导致大批航班延误。空中交通拥堵不仅会产生巨大的经济损失,而且严重影响飞行安全。在拥堵出现时,采用单一的流量控制方法会使航班产生大量的延误,给航空公司和乘客造成损失;而仅使用空域管理模式则存在着方法、手段不够灵活,空域利用率低的缺点。可见,单一的流量控制方法和单一的空域管理模式已难以满足持续增长的交通流量的需要。为此,本课题采用空域和流量协同管理的模式来解决此问题。当空域拥挤出现时,可以首先考虑调整空域结构,最大限度的增大空域容量,再辅之以流量管理,这样降低航班延误成本,使航空公司损失达到最小。本论文首先对空中交通流量管理做了简单的介绍,又介绍了空域管理的相关定义及灵活使用空域、动态管理空域策略等。之后结合流量管理和空域管理,提出了空域与流量协同策略,目的是在流量需求过大时,调整空域,使空域适应流量;或者当空域不可调整时,管理流量,使流量适应现有空域的容量。并以实例证明了这种策略的可行性,及巨大的经济效益。本课题借鉴了国外发达国家对空域管理和流量管理方面的研究成果,分析了我国空域管理和流量管理的具体现状,旨在为空域与流量协同管理模式提供理论支持。
参考文献：
[1]. 飞行前流量管理[D]. 王社玲. 西北工业大学. 2002
[2]. 区域空中交通流量控制仿真与建模研究[D]. 张雯雯. 中国民航大学. 2009
[3]. 基于多Agent的空中交通协同流量管理研究[D]. 叶博嘉. 南京航空航天大学. 2013
[4]. 飞行流量管理计算机辅助决策系统研究[D]. 毛亿. 电子科技大学. 2012
[5]. 空中交通流量管理关键技术研究[D]. 田勇. 南京航空航天大学. 2009
[6]. 空中交通流量管理中容量评估系统设计与实现[D]. 黄斌. 电子科技大学. 2013
[7]. 飞行流量协同管理策略与技术研究[D]. 张全. 南京航空航天大学. 2009
[8]. 动态空域飞行流量自适应调配技术[D]. 陈星. 南京航空航天大学. 2009
[9]. 贵空分局流量管理系统的设计研究[D]. 夏士海. 电子科技大学. 2010
[10]. 空域与流量协同管理策略研究[D]. 孙晓阳. 南京航空航天大学. 2010
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