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基于多目标优化的改航策略研究

作　者: 杨双双
导　师: 田勇
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 空中交通流量管理多目标改航策略恶劣天气重大事件扇区动态容量
分类号: V355
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 23次
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内容摘要

随着我国民航运输业的快速发展，空域资源日益紧张，尤其是发生恶劣天气和重大事件时，可用空域资源将会急剧减少，继而导致航班延误、旅客滞留和航班取消，引起严重的经济损失和较大的安全隐患。改航作为空中交通流量管理的有效手段，主要研究容量受限下的经济损失最小化问题。目前主要是研究单目标优化的改航策略，并使用人工估计的方法评估受影响的扇区动态容量，这种改航方法降低空域资源的使用效率的同时也缺乏科学性，因此亟需研究基于多目标优化的改航策略。本文在前期学者研究的基础上，对基于多目标优化的改航策略展开了新的研究。首先分析了恶劣天气和重大事件对飞行的影响，继而结合我国民航气象系统中恶劣天气的预报和发布方式以及重大事件预报机制，分别建立了飞行受限区。然后研究了恶劣天气和重大事件对扇区动态容量的影响并建立了扇区动态容量评估模型；在获取航班途经扇区和机场容量的基础上建立了容量情景树，继而建立了基于多目标优化的改航模型，该模型可规划航班放行组织方案与基于避让飞行受限区的路径选择方法。最后设计并实现了基于多目标优化的改航系统，仿真实例验证了所提模型的有效性和实用性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
缩略词  11-12
注释表  12-15
第一章绪论  15-21
  1.1 研究背景及意义  15
  1.2 国内外研究现状  15-19
    1.2.1 飞行受限区研究现状  16-17
    1.2.2 扇区动态容量评估研究现状  17-18
    1.2.3 多目标改航策略研究现状  18-19
  1.3 论文主要研究内容  19-20
  1.4 本章小结  20-21
第二章飞行受限区划设  21-32
  2.1 恶劣天气  21-25
    2.1.1 恶劣天气的种类  21
    2.1.2 恶劣天气的等级  21-23
    2.1.3 恶劣天气的信息来源  23-25
  2.2 重大事件  25-26
    2.2.1 重大事件的特征  25-26
    2.2.2 重大事件的影响  26
  2.3 飞行受限区的划设和移动  26-31
    2.3.1 恶劣天气引起的飞行受限区  26-31
    2.3.2 重大事件引起的飞行受限区  31
  2.4 本章小结  31-32
第三章扇区动态容量评估  32-44
  3.1 扇区容量概述  32-35
    3.1.1 扇区容量定义  32-33
    3.1.2 扇区容量影响因子  33-35
  3.2 扇区动态容量评估  35-43
    3.2.1 恶劣天气下的扇区动态容量评估  35-41
    3.2.2 重大事件下的扇区动态容量评估  41-43
  3.3 本章小结  43-44
第四章基于多目标优化的改航策略研究  44-67
  4.1 多目标函数  44
  4.2 算法选择  44-47
  4.3 基于多目标优化的改航模型  47-52
    4.3.1 容量情景树  47-48
    4.3.2 基于多目标优化的改航模型  48-52
  4.4 改进的 NSGA-Ⅱ算法  52-57
    4.4.1 改进的 NSGA-Ⅱ算法介绍  52-53
    4.4.2 改进的 NSGA-Ⅱ算法实现  53-57
  4.5 改航策略  57-61
    4.5.1 改航策略介绍  57-58
    4.5.2 改航策略模型  58-60
    4.5.3 改航策略评估  60-61
  4.6 实例分析  61-66
  4.7 本章小结  66-67
第五章基于多目标优化的改航策略系统设计  67-77
  5.1 系统设计  67-69
    5.1.1 系统设计思想  67
    5.1.2 系统组成模块  67-68
    5.1.3 系统功能  68-69
  5.2 系统实现  69-76
    5.2.1 系统开发环境  69-70
    5.2.2 系统界面介绍  70-76
  5.3 本章小结  76-77
第六章总结与展望  77-78
  6.1 总结  77
  6.2 展望  77-78
参考文献  78-81
致谢  81-82
在学期间的研究成果及发表的学术论文  82

基于多目标优化的改航策略研究

内容摘要

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