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    空中航空流量控制中地面等待措施

    時間:2016-03-11 來源:未知 作者:小韓 本文字數:2215字

      1 前言

      自從改革開放以來我國的航空運輸事業逐漸步入科學的發展軌道,航空運輸量成倍增長。 航空運輸商業化的發展進一步加劇了空中交通流量問題。 當前我國的空域結構以及空中交通流量管理存在一系列的問題,空中交通管擁堵問題嚴重制約了我國航空運輸事業。 空中交通流量管理問題導致航班延誤現象時有發生,使人們的出行收到了影響,同時增加了諸多不安全隱患,大大增加了機場和飛行領域的不確定因素。 因此必須將地面等待策略進一步予以研究分析,對空中管理進行優化。

      2 地面等待策略

      地面等待指的就是通過地面等待的方式對空中交通流量進行控制管理,通過地面等待來實現航空流量、空域容量與地域容量之間的協調統一, 有效的提高了對航空資源的利用,最大限度的減少甚至避免航班延誤情況的發生,確保航空的安全性。 地面等待策略的目的就在于通過地面等待的方式將空中取代予以取代,提高飛行的安全性能,節約飛行成本。 按照不同的分類標準進行劃分可分為以下幾種類型:

      (1)按照決策時間實施分類 :可將地面等待劃分為靜態和動態這兩類。 靜態在對模型進行求解之前已經將所有的決策制定出來,例如事先對當前某一段內計劃航班數、起飛以及降落時間予以確定;動態則與之對應,在還未求解模型前并沒有對固定決策加以固定,根據實際情況對決策不斷進行調整。

      (2)根據機場的容量確定性進行定性進行研究主要可分為確定性和隨機性兩類。 地面等待的核心鬧矛盾問題就在于空中交通操作請求和機場容量之間協調管理。 可以對操作請求進行提前的預測和確定;但是機場容量的影響因素比較多,例如天氣原因或者其他一些不確定因素的影響,因此機場容量處于一個變化的狀態,同時無法進行有效的預測。

      (3)按照對象機場分類可以將地面等待歸類為單機場地面等待和多機場地面等待兩類。 單機場地面等待的本質就在于目標機場單一。 地面等待的初期的重點研究方向就是單機場地面等待;單機場地面等待過程中衍生出來了多機場地面等待。

      (4)根據系統驅動模式進行分類可以劃分為時間驅動和事件驅動兩類。 時間驅動首先劃分時間區間然后再對地面等待模式進行研究;事件驅動將航班起飛以及著陸做為事件,并將與之對象時間點記錄為系統服務時間。

      3 地面等待分析

      3.1 單機場靜態地面等待分析

      通過對隨機性地地面等待策略研究分析不難發現,隨機性的核心問題就在于目標機場容量的不確定性,在此方面國家知名研究學者 Richetta 和 Odoni 展開了研究工作, 他們針對機場靜態隨機地面等待進行了地面等待模型設計-RICHETTA 模型。 該模型的最大特色就在于將目標機場到場容量的隨機性進行充分的的論證,同時該模型能夠對到場飛機航班進行整組處理,將單個航班所造成的復雜約束條件進行忽略。 需要指出的是,該模型也存在明顯的缺點,例如存在較多的決策變量數量、模型的規模比較大導致求解難度的增加,同時通過線性規劃方法對該模型的求解的科學性有待考證。

      3.2 多機場地面等待分析

      多機場地面等待的難點就在于需要對各個機場之間的相互聯系和彼此之間的影響所產生的網絡效應進行全面綜合考慮。 當前的多面機場等待模型主要包含有 BS、VBO 等。 BS 模型是由國際著名研究者 Bertsimas 和 Stock 針對多面機場等待所提出的,為了達到簡化操作的目的,主要針對目標機場到場容量的限制因素所導致的擁擠進行分析考慮。 多機場地面等待同單機場地面等待相比,該模型對多個機場之間相互聯系對地面等待的影響進行綜合分析考慮,該模型在很大程度上同空管系統實際運行情況更契合。 相比起 VBO 以及其他多機場地面等待模型 BS 模型的優勢在于其形式間接、具有較快的求解速度、能夠針對松弛問題將最優解求解出來。 但是 BS 也有自身的缺陷,BS 模型設計者未能對模型自身的情況同松弛問題的相互關系進行明確的解析,也沒有從理論上對兩者之間的關系進行研究證明,所以 BS 模型的求解過程比較繁瑣復雜,計算工程量較大。

      3.3 基于事件驅動的地面等待策略

      基于事件驅動的地面等待策略的本質就在于對航班起降事件產生的樣本路徑加以研究分析,通過有限擾動分析技術的運用,對變動所對應的系統性能和等待的延遲費用產生的影響進行預測估計。 國際知名研究者 Panayiotou 和 Cassandras 通過對某機場的情形的實驗研究從而相應的設計出基于事件驅動的地面等待策 略。 該模型具有獨特的使用效果,本質屬于分布式地面等待計算模型范疇,其計算模型簡單實用,消耗的內存較小,執行起來非常方便,可以對一些未知飛行物(軍用飛機)進行處理; 該模型計算處理方便并不需要實施優化離散處理。

      當然,該模型也具有自身的缺陷,其并未對機場間的網絡效應進行考慮,一些情況并不能在多機場環境下進行應用。

      4 結語

      21 世紀我國的航空事業邁進了全新的發展階段,這對于機場容量需求提出了更高的要求。 為了保障日益增長的容量需求,就必須實現地面等待策略的構建,優化航空交通管理制度,加強對空中、地面的利用率,為航空提供一個良好的工作環境。

      參考文獻:

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