本文關鍵詞：飛行程序優(yōu)化設計關鍵技術研究

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【摘要】：飛行程序設計是以保障終端區(qū)飛行安全和提升運行效率為目標,對進離場飛行航徑進行科學合理規(guī)劃設計的工作。隨著空中交通流量的不斷增大,機場周邊地區(qū)噪聲擾民問題的不斷增多,航空公司運行成本的不斷增加,對于飛行程序設計的簡便性、經(jīng)濟性、噪聲影響等方面均提出了相應的要求,而不僅僅局限在確保航空器運行安全性上。同時新航行系統(tǒng)中PBN程序的應用使靈活設計飛行程序成為可能。然而由于缺乏完整有效的模型指導飛行程序設計工作,已無法滿足當前及未來程序設計多方面的需求,因此亟需建立有效的飛行程序設計模型,從而進一步為空域規(guī)劃提供科學合理的依據(jù)。本文研究了飛行程序的安全性、噪聲影響、經(jīng)濟性、簡便性,建立了飛行程序多目標優(yōu)化模型并設計了改進的多目標蟻群算法進行飛行程序的科學求解。主要內(nèi)容包括:第一,在飛行程序超障安全性評估方法基礎上,引入阿基米德螺旋線方程建立了PBN轉(zhuǎn)彎航段安全保護區(qū)模型,簡便有效地描述了PBN程序設計中風對航空器轉(zhuǎn)彎的影響。第二,在飛行程序噪聲計算方法基礎上,基于BADA及ANP數(shù)據(jù)庫提出了基于噪聲的飛行程序受限區(qū)域模型,通過對其物理特性分析簡化曲面方程,利用最小二乘法擬合量化飛行程序受限區(qū)域包絡曲面方程,為程序設計時避開噪聲限制空域提供合理依據(jù)。第三,以成本指數(shù)為參量,結合飛行程序航段特征相關參數(shù)建立了基于BADA的飛行程序經(jīng)濟性模型,綜合體現(xiàn)了燃油成本及時間成本因素。第四,通過分析飛行程序航段特征,引入表征空中交通復雜性的動態(tài)密度參量,建立了基于動態(tài)密度的飛行程序簡便性模型,為評判飛行程序的簡便性提供了具體的量化分析指標。第五,結合上述研究內(nèi)容及飛行程序具體設計要求,以飛行程序安全性和噪聲影響為約束條件,以飛行程序經(jīng)濟性和簡便性為優(yōu)化目標,建立了飛行程序多目標優(yōu)化設計模型,設計了改進的多目標蟻群算法用于該優(yōu)化模型的求解。最后以蘭州終端空域為背景對蘭州本場進離場程序進行優(yōu)化設計,分析驗證了該優(yōu)化設計模型及求解算法的可行性和有效性。
【關鍵詞】：空中交通管理 飛行程序設計 多目標優(yōu)化 蟻群算法
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V355;V323
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 縮略詞10-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究的背景及意義11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 飛行程序評估方面13-15
• 1.2.2 飛行程序設計方面15-16
• 1.3 研究內(nèi)容和章節(jié)安排16-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容16
• 1.3.2 章節(jié)安排16-18
• 第二章 飛行程序限制研究18-36
• 2.1 飛行程序安全性18-26
• 2.1.1 飛行程序超障安全性評估方法18-22
• 2.1.2 PBN程序航段安全保護區(qū)模型22-26
• 2.2 飛行程序噪聲影響26-35
• 2.2.1 飛行程序噪聲計算方法26-30
• 2.2.2 基于噪聲的飛行程序受限區(qū)域模型30-35
• 2.3 本章小結35-36
• 第三章 飛行程序優(yōu)化目標研究36-45
• 3.1 飛行程序經(jīng)濟性36-40
• 3.1.1 燃油消耗計算方法36-38
• 3.1.2 基于BADA的飛行程序經(jīng)濟性模型38-40
• 3.2 飛行程序簡便性40-44
• 3.2.1 復雜度計算方法40-42
• 3.2.2 基于動態(tài)密度的飛行程序簡便性模型42-44
• 3.3 本章小結44-45
• 第四章 飛行程序設計模型與求解算法設計45-57
• 4.1 飛行程序設計問題描述45-46
• 4.2 飛行程序設計模型46-51
• 4.2.1 模型描述46-47
• 4.2.2 約束條件47-48
• 4.2.3 目標函數(shù)48-50
• 4.2.4 數(shù)學模型50-51
• 4.3 求解算法設計51-56
• 4.3.1 蟻群算法簡述51
• 4.3.2 多目標優(yōu)化簡述51-53
• 4.3.3 改進的多目標蟻群算法53-56
• 4.4 本章小結56-57
• 第五章 蘭州中川機場進離場程序設計57-66
• 5.1 問題描述57-58
• 5.2 模型求解58-63
• 5.3 飛行程序方案63-64
• 5.4 驗證分析64-65
• 5.5 本章小結65-66
• 第六章 總結與展望66-68
• 6.1 本文的主要工作66
• 6.2 未來工作展望66-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-73
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文73

【相似文獻】

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本文編號：611847