本文關(guān)鍵詞：危險(xiǎn)天氣下的動(dòng)態(tài)航班改航研究

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【摘要】：隨著我國(guó)航空運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,危險(xiǎn)天氣已經(jīng)成為影響我國(guó)航班延誤的一個(gè)重要因素,如何減少危險(xiǎn)天氣下的航班延誤、提高空域資源利用率是我們亟待解決的問題。改航作為空中交通流量管理的重要手段,能有效利用空域的剩余資源、減少航班延誤,因此探究危險(xiǎn)天氣下的航班改航技術(shù)是目前研究的重點(diǎn)。本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上,對(duì)危險(xiǎn)天氣下的動(dòng)態(tài)航班改航技術(shù)展開了新的研究。首先,對(duì)危險(xiǎn)天氣下的航空器飛行特點(diǎn)進(jìn)行分析,結(jié)合圖像處理技術(shù)對(duì)靜態(tài)飛行禁止區(qū)進(jìn)行精確劃設(shè),并在此基礎(chǔ)上考慮天氣運(yùn)動(dòng)特性提出三種飛行禁止區(qū)移動(dòng)預(yù)測(cè)模型,以及一種基于歷史數(shù)據(jù)的邊界預(yù)測(cè)算法,采用實(shí)例進(jìn)行仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明劃設(shè)的飛行禁止區(qū)在短時(shí)段內(nèi)具備較高的精確性。其次,根據(jù)危險(xiǎn)天氣影響空域的情況,對(duì)基于最大流最小割理論的危險(xiǎn)天氣下的空域容量評(píng)估方法進(jìn)行研究,結(jié)合管制員經(jīng)驗(yàn)以及航空器偏航習(xí)慣,建立扇區(qū)動(dòng)態(tài)容量評(píng)估模型以及終端區(qū)動(dòng)態(tài)容量評(píng)估模型,采用實(shí)例進(jìn)行仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明模型評(píng)估結(jié)果能反映出危險(xiǎn)天氣下空域容量變化趨勢(shì),且與專家意見較為吻合。再次,根據(jù)危險(xiǎn)天氣影響航班計(jì)劃航線的情況,對(duì)改航路徑安全性進(jìn)行研究,在充分考慮飛行員工作負(fù)荷、航空器性能等限制因素基礎(chǔ)上,建立基于改航路徑安全性的改航路徑規(guī)劃數(shù)學(xué)模型,并設(shè)計(jì)遺傳模擬退火算法對(duì)模型求解,實(shí)施靜態(tài)改航路徑規(guī)劃,同時(shí)考慮飛行禁止區(qū)移動(dòng)情況,提出碰撞模型以及動(dòng)態(tài)改航路徑規(guī)劃算法,采用實(shí)例進(jìn)行仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明動(dòng)態(tài)改航與靜態(tài)改航相比得到的路徑更加經(jīng)濟(jì),但改航效率較低。最后,結(jié)合地面等待策略和改航策略,將受危險(xiǎn)天氣影響的扇區(qū)視為流量約束區(qū),根據(jù)扇區(qū)受危險(xiǎn)天氣影響的情況,建立基于改航策略的流量管理模型,并設(shè)計(jì)遺傳模擬退火算法對(duì)模型求解,采用實(shí)例進(jìn)行仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明該模型提高了流量約束區(qū)以及航路的利用率,減少了航班總延誤時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：空中交通流量管理 危險(xiǎn)天氣 改航策略 空域動(dòng)態(tài)容量 路徑規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V355;V328.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 研究背景和意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況14-17
• 1.2.1 飛行禁止區(qū)劃設(shè)14-15
• 1.2.2 危險(xiǎn)天氣下的空域動(dòng)態(tài)容量評(píng)估15
• 1.2.3 改航路徑規(guī)劃15-17
• 1.2.4 危險(xiǎn)天氣下的空中交通流量管理17
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排17-19
• 1.4 本章小結(jié)19-20
• 第二章 飛行禁止區(qū)的劃設(shè)20-29
• 2.1 概述20-21
• 2.1.1 危險(xiǎn)天氣20
• 2.1.2 多普勒天氣雷達(dá)20-21
• 2.2 靜態(tài)飛行禁止區(qū)劃設(shè)21-22
• 2.2.1 基本概念21-22
• 2.2.2 靜態(tài)飛行禁止區(qū)劃設(shè)22
• 2.3 飛行禁止區(qū)移動(dòng)預(yù)測(cè)22-25
• 2.3.1 勻速移動(dòng)預(yù)測(cè)模型23
• 2.3.2 勻變速移動(dòng)預(yù)測(cè)模型23-24
• 2.3.3 一元線性回歸移動(dòng)預(yù)測(cè)模型24-25
• 2.3.4 飛行禁止區(qū)移動(dòng)預(yù)測(cè)評(píng)估指標(biāo)25
• 2.4 飛行禁止區(qū)邊界預(yù)測(cè)25-26
• 2.4.1 飛行禁止區(qū)邊界預(yù)測(cè)算法25-26
• 2.4.2 飛行禁止區(qū)邊界預(yù)測(cè)評(píng)估指標(biāo)26
• 2.5 實(shí)例驗(yàn)證26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 危險(xiǎn)天氣下的空域動(dòng)態(tài)容量評(píng)估29-45
• 3.1 概述29-31
• 3.1.1 扇區(qū)容量定義29
• 3.1.2 終端區(qū)容量定義29-30
• 3.1.3 扇區(qū)容量與交通流復(fù)雜度、危險(xiǎn)天氣的關(guān)系30-31
• 3.2 最大流最小割評(píng)估扇區(qū)容量基本原理31-32
• 3.2.1 最大流最小割定義31
• 3.2.2 最大流最小割模型基本理論31-32
• 3.3 危險(xiǎn)天氣下的扇區(qū)動(dòng)態(tài)容量評(píng)估32-35
• 3.3.1 扇區(qū)交通流源邊和匯邊劃分規(guī)則32-33
• 3.3.2 模型符號(hào)定義33-34
• 3.3.3 扇區(qū)動(dòng)態(tài)容量評(píng)估模型34
• 3.3.4 扇區(qū)動(dòng)態(tài)容量評(píng)估算法34-35
• 3.4 危險(xiǎn)天氣下的終端區(qū)動(dòng)態(tài)容量評(píng)估35-40
• 3.4.1 終端區(qū)進(jìn)離場(chǎng)航線源邊和匯邊劃分規(guī)則35-36
• 3.4.2 模型符號(hào)定義36-37
• 3.4.3 終端區(qū)動(dòng)態(tài)容量評(píng)估模型37-38
• 3.4.4 終端區(qū)動(dòng)態(tài)容量評(píng)估算法38-40
• 3.5 實(shí)例驗(yàn)證40-44
• 3.5.1 扇區(qū)動(dòng)態(tài)容量評(píng)估實(shí)例驗(yàn)證40-42
• 3.5.2 終端區(qū)動(dòng)態(tài)容量評(píng)估實(shí)例驗(yàn)證42-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 航班改航路徑規(guī)劃45-64
• 4.1 概述45
• 4.2 改航路徑安全性指標(biāo)45-46
• 4.3 靜態(tài)改航路徑規(guī)劃46-56
• 4.3.1 相關(guān)概念說明47
• 4.3.2 假設(shè)47-48
• 4.3.3 模型符號(hào)定義48-49
• 4.3.4 靜態(tài)改航路徑規(guī)劃模型49-50
• 4.3.5 遺傳模擬退火算法設(shè)計(jì)50-56
• 4.4 動(dòng)態(tài)改航路徑規(guī)劃56-58
• 4.4.1 碰撞模型56-57
• 4.4.2 動(dòng)態(tài)改航路徑規(guī)劃算法設(shè)計(jì)57-58
• 4.5 實(shí)例驗(yàn)證58-63
• 4.5.1 靜態(tài)改航路徑規(guī)劃實(shí)例驗(yàn)證58-61
• 4.5.2 動(dòng)態(tài)改航路徑規(guī)劃實(shí)例驗(yàn)證61-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 第五章 基于改航策略的流量管理64-76
• 5.1 概述64-65
• 5.2 基于改航策略的流量管理模型建立65-68
• 5.2.1 假設(shè)與模型符號(hào)定義65-66
• 5.2.2 流量管理模型建立66-68
• 5.3 遺傳模擬退火算法參數(shù)設(shè)計(jì)68-71
• 5.3.1 遺傳算法參數(shù)設(shè)置68-70
• 5.3.2 算法步驟70-71
• 5.4 實(shí)例驗(yàn)證71-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第六章 成果與展望76-78
• 6.1 論文主要成果76
• 6.2 課題研究展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-83
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：673712