学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

空中交通流量管理中飞机队列优化算法研究与实现

作　者: 丁峰
导　师: 贺尔铭
学　校: 西北工业大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 空中交通管制 空中交通自动化管理 滑动排序窗 循环排列 跑道容量 空中交通流量管理 终端区
分类号: V355.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
下　载: 487次
引　用: 9次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


近十年来，随着我国经济的高速增长，空中交通量显著增加，原有的空中交通管制系统已经不能满足日益增长的交通量需求。仅仅通过空中交通管制设施的改善已经不能作为提高空中交通流量的主要增长点，而应从空中交通管制方式入手，建立机场、终端区及航路飞机流的数学模型，对航线航路交通流量和管制程序进行优化，以便最有效的利用空域资源。 提高跑道系统的容量是终端区空中交通管理的主要目的之一，而连续飞机之间的安全间隔是影响跑道容量的最大因素。本文针对跑道系统的容量问题建立了相应的数学模型，对各种可能情况下的跑道容量进行了分析和计算。 对等待起降的飞机队列优化排序以充分利用跑道容量是实现空中交通自动化管理的主要研究方向之一。然而，真正意义的优化算法必须对所有需要排序的飞机进行全排列，分别计算总成本并选出最优解。但这种循环排列算法的计算量随着飞机数量的线性增加成指数级上升，对大量飞机运用会导致严重的运算问题。 本文主要研究滑动排序窗算法在终端区飞机等待队列排序中的应用。与其它算法不同，本文提出的排序算法引入了滑动排序窗的概念，它不用对队列中全部飞机的所有排序可能进行搜索，而只需对那些与最终排序结果中的某些特定位置相关的飞机（当前窗）所产生的排序可能进行搜索，依次移动窗体就可完成对所有飞机的排序过程。这样就可以有效突破循环排序引起的运算量瓶颈，使算法特别适用于较长飞机队列（10架以上）排序。在取得较好优化结果的同时兼顾了计算的可行性，这是本算法最大的优点。它的另外一个特点是成本函数的引入，这使影响飞机排序结果的诸方面因素得以权衡考虑，并且可以对其灵活设定。 通过对终端区进场飞机的排序仿真，不仅验证了本文滑动排序窗算法的有效性，而且对不同约束条件下及参数组合时的排序结果进行了详细的分析，找出了使算法排序结果在诸多方面都有较好表现的参数设置，对今后本算法的实际应用提供了参考依据。对仿真结果表明，滑动排序窗算法对解决空中交通自动化管理系统中的科学优化排序问题提供了较好的途径。

全文目录


第1章 前言  9-20
  1．1 课题来源及意义  9-20
    1．1．1 课题来源  9
    1．1．2 课题意义  9-10
    1．2． 空中交通管理介绍  10
    1．2．1 空中交通管制  10-11
    1．2．2 空中交通流量管理  11-12
    1．2．3 空域管理  12
    1．3． 国内外空中交通管理的现状及发展  12
    1．3．1． 国外空中交通管理的现状  12-14
    1．3．2 我国空中交通管理的现状及存在问题  14-15
    1．3．3 改善我国空中交通管制的措施  15-16
    1．4 新航行系统  16
    1．4．1 新航行系统概况  16-17
    1．4．2 新航行系统在国外的发展  17-18
    1．4．3 新航行系统在我国的实施进展  18-19
    1．5 本文的研究内容  19-20
第2章 空中交通流量管理  20-28
  2．1 空中交通流量管理模式  20
  2．2 终端区流量管理  20-21
  2．3 空中交通管理自动化与流量控制  21-24
    2．3．1 时基的概念  22
    2．3．2 扩大终端区  22-24
  2．4 国外流量管理模型与算法  24-25
    2．4．1 容量评估算法  24
    2．4．2 单机场地面等待问题的数学模型  24
    2．4．3 通用单机场流量管理模型  24-25
    2．4．4 多机场地面等待问题的数学模型  25
  2．5 我国实现高效流量管理的措施  25-28
    2．5．1 对我国空域进行合理规划  25-26
    2．5．2 逐步实现流量管理的系统化、自动化  26
    2．5．3 努力克服空管系统的瓶颈效应与木桶效应  26-27
    2．5．4 科学、合理地对流量实施控制  27-28
第3章 机场容量与流量控制模型  28-46
  3．1 机场容量  28-29
    3．1．1 机场容量定义  28-29
    3．1．2 影响机场容量的因素  29
  3．2 机场容量与平均延误  29-32
  3．3 时—空复用与跑道容量  32-35
  3．4 最大跑道容量的数学模型  35-46
    3．4．1 只提供着陆服务的跑道系统模型  35-43
    3．4．2 只提供起飞服务的跑道容量模型  43
    3．4．3 提供起飞下降混合服务的跑道容量模型  43-46
第4章 到达飞机队列排序算法与实现  46-64
  4．1 国外主要算法介绍  46-48
    4．1．1 先到先服务（FCFS）算法  46
    4．1．2 约束位置交换（CPS）算法  46-47
    4．1．3 时间提前（Time-Advance）算法  47
    4．1．4 延误交换  47
    4．1．5 动态尾流间隔算法  47-48
  4．2 滑动排序窗算法设计  48-52
    4．2．1 设计思路  48-49
    4．2．2 数学表述  49-50
    4．2．3 算法模型  50-52
    4．2．4 约束条件  52
  4．3 面向对象编程与排序算法实现  52-56
    4．3．1 面向对象程序设计的发展  52-53
    4．3．2 面向对象序设计的特点  53-54
    4．3．3 面向对象的系统特性  54
    4．3．3 算法实现程序中的主要对象模型  54-56
  4．4 算法实现的软件结构  56-64
    4．4．1 到达飞机流的输入  56-59
    4．4．2 算法程序中的  59-62
    4．4．3 算法程序总体流程图  62-64
第5章 算法仿真分析  64-86
  5．1 参数设置  64-65
    5．1．1 排序窗移动的步长  64
    5．1．2 飞机位置调整范围  64
    5．1．3 参数之间的约束关系  64-65
  5．2 仿真结果  65-82
    5．2．1 步长=1，调整范围=4  66-71
    5．2．2 步长=1，调整范围=6  71-74
    5．2．3 步长=2，调整范围=4  74-77
    5．2．4 步长=4，调整范围=4  77-79
    5．2．5 步长=2，调整范围=6  79-82
  5．3 仿真分析  82-83
  5．4 结论  83-86
第6章 结束语  86-88
  6．1 论文工作总结  86-87
  6．2 建议和展望  87-88
致谢  88-89
参考文献  89-92
攻读硕士学位期间取得成果  92

相似论文

  1. 双流机场平行跑道安全间隔仿真研究,V351.11
  2. 一种高可靠性空管雷达数据记录回放系统的设计与实现,TP311.52
  3. 贵空分局流量管理系统的设计研究,F562
  4. 终端区航班排序系统设计与实现,V355
  5. 全国空管系统飞行情报联网的设计与实现,TP29-AD
  6. 西南空管局管制业务综合管理系统设计实现,TP311.52
  7. 贵州空管服务安全风险预警系统分析设计,TP309
  8. 空中交通管制系统中人为差错的研究,V355.1
  9. 基于SPES模型的管制员工作负荷评价系统设计与实现,V355
  10. 空中交通管制服务风险管理对策研究,F562.6
  11. 民航空中交通管制员职业生涯管理研究,V355
  12. 空中交通管制员的工作压力及缓解研究,V355.1
  13. 基于动态空域的自适应改航技术,V355
  14. 机场跑道容量评估模型研究,V355.1
  15. 冲突探测与解脱技术在未来空中交通管理中的应用,V355.1
  16. 空中交通流量动态预测与分析研究,V355.1
  17. 机场规划与运行分析,V351
  18. 动态空域飞行流量自适应调配技术,V355
  19. 基于多Agent多机场终端区运行仿真系统研究,V355.1
  20. 终端区设计与仿真工具开发,V351.3
  21. 终端区容量评估技术研究,V355

中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空港（站）、机场及其技术管理 > 空中管制与飞行调度 > 空中交通管制
© 2012 www.xueweilunwen.com