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题目:航空网络容量评估研究

关键词:空中交通管理,容量评估,扇区容量,管制员工作负荷,航路网

  摘要



随着我国民航事业的快速发展,近年来航空网络中的航班流量迅速增长,使空中交通拥堵日益严重。为了缓解拥堵,实现对空中交通流量的管制,就需要对航空网络的容量进行评估。

本文研究的主要目的是实现中国航空网络容量评估,由于每一架飞行器在飞行过程中都要接受所在扇区的管制,所以可以通过中国扇区容量评估实现航空网络容量的评估。首先建立基于管制员的工作负荷模型,计算出中国77个扇区容量。然后在中国航路网模型上对现行飞行计划进行仿真,结合扇区的容量对仿真结果进行评估分析,提出优化方案。本文具体工作分为以下三个方面:


本文首先对扇区容量进行评估,在“DORATASK”方法和“MBB”方法基础上,对管制员的工作进行重新归纳分类,建立基于管制员工作负荷的扇区容量评估模型。在评估过程中结合中国扇区面积以及扇区结构特点,提出了扇区面积系数和扇区复杂系数,使得到的扇区容量更加准确。

为了针对中国现有航空网络的运行情况进行评估,本文在复杂网络理论中的网络动力学模型基础上,利用实际航路点以及航线段数据,建立中国航路网模型。采用最短路径路由策略,按照中国民航飞行计划,模拟航班在航路网中的飞行情况。结合扇区容量,对仿真结果进行容量评估。

本文根据容量评估结果,为使航空网络运行更加通畅,提出了基于遗传算法的路径优化方案。与最短路径路由策略相比,该方案有效的缓解了高峰时段扇区的航班拥堵情况。