本文關(guān)鍵詞：機場場面飛機滑行調(diào)度優(yōu)化問題研究

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【摘要】：隨著低碳城市的概念逐漸被大眾接受,各個行業(yè)都在探索減少環(huán)境污染的方式方法,民航業(yè)也同樣在接受著挑戰(zhàn)。目前大多機場是通過減少總滑行時間來改善機場的運行效率和燃料消耗率,但在實際運行中,飛機通常是依靠消耗更多燃油來換取較快的速度使得總滑行時間最少,但這在燃料消耗方面的效果并不理想。因此,地面滑行的研究不應(yīng)局限于估算滑行時間,而應(yīng)同時考慮提供對應(yīng)的燃料消耗。本文通過整合基于多目標(biāo)優(yōu)化的種群自適應(yīng)免疫算法與簡化的飛機動態(tài)模型,力圖在滑行道各段找出最佳的滑行軌跡,其代表滑行時間和燃料消耗之間的最佳折衷。本文首先對機場場面的運行流程和飛機在滑行道上的運行規(guī)則進行闡述,引入本文研究對象。結(jié)合有向圖理論,將跑道、滑行道和停機坪的綜合系統(tǒng)抽象為由鏈路和節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。利用此拓?fù)鋱D,簡化飛機模型并對滑行道進行離散化建模,將各段簡化為四個連續(xù)的過渡段:加速段、勻速段、減速段、快速減速段。因在同一時間要處理多個目標(biāo)且決策變量的邊界是相互關(guān)聯(lián)的,本文引入多目標(biāo)優(yōu)化算法,搜索四個過渡段中決策變量的最優(yōu)值來確定唯一的速度區(qū)間,使時間和燃油消耗這兩個目標(biāo)函數(shù)的值被同時最小化。基于種群自適應(yīng)免疫算法,由指定的路由來尋找符合兩個目標(biāo)函數(shù)值的多條滑行軌跡,每一個軌跡兼顧到滑行時間和燃油消耗的最優(yōu)值。最后比較某機場四條不同滑行道上的燃油—時間曲線,證實本算法的有效性和實用性。仿真結(jié)果表明:論文所用方法在兼顧滑行時間最優(yōu)的基礎(chǔ)上使得飛機在滑行道上的燃油消耗最小。使得機場和航空公司在經(jīng)濟方面和環(huán)境方面都得到了改善,提高了機場運行效率,為機場容量評估,航站樓擴建及機場升級改造提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 速度軌跡 多目標(biāo)優(yōu)化 自適應(yīng)免疫
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V355
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 選題背景及課題意義9-11
• 1.1.1 選題背景9-10
• 1.1.2 課題研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 滑行路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 數(shù)學(xué)建模方式研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文研究內(nèi)容及解決的關(guān)鍵問題16-18
• 1.3.1 論文主要研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 擬解決關(guān)鍵問題17-18
• 1.3.3 論文結(jié)構(gòu)18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第二章 機場場面運行分析及其建模19-32
• 2.1 基本概念及各組成部分19-20
• 2.2 機場網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D20-21
• 2.3 機場場面運行分析21-27
• 2.3.1 場面運行流程21-24
• 2.3.2 滑行道運行分析24-27
• 2.4 滑行道建模與分析27-31
• 2.4.1 機場場面描述27
• 2.4.2 飛機模型27-28
• 2.4.3 目標(biāo)函數(shù)28
• 2.4.4 滑行路徑建模28-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于飛行器軌跡優(yōu)化的種群自適應(yīng)免疫算法32-42
• 3.1 多目標(biāo)優(yōu)化問題32-35
• 3.1.1 問題描述32-33
• 3.1.2 多目標(biāo)優(yōu)化算法的設(shè)計目標(biāo)33-35
• 3.2 種群自適應(yīng)免疫算法(PAIA)35-38
• 3.2.1 理論基礎(chǔ)35-37
• 3.2.2 模型構(gòu)建及分析37-38
• 3.3 算法綜合建模運算過程38-41
• 3.3.1 目標(biāo)函數(shù)38-39
• 3.3.2 綜合過程39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 數(shù)據(jù)仿真、穩(wěn)定性及結(jié)果分析42-53
• 4.1 數(shù)據(jù)來源42-43
• 4.1.1 燃料消耗，，滑行速度和加速度42
• 4.1.2 飛行器類型42-43
• 4.2 算法穩(wěn)定性分析43-45
• 4.3 實驗結(jié)果45-52
• 4.3.1 經(jīng)由PAIA規(guī)劃的單滑行道效果分析45-47
• 4.3.2 經(jīng)由PAIA規(guī)劃的多滑行道分析47-49
• 4.3.3 全局Pareto前沿49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-62
• 論文發(fā)表及參與科研項目62
• 作者簡介62
• 論文發(fā)表情況62
• 參與項目62

本文編號：813149