空域復(fù)雜性研究.pdf

1、航空運(yùn)輸業(yè)的迅速增長(zhǎng)勢(shì)必會(huì)加劇飛行需求與有限的空域資源之間的矛盾，挖掘與充分利用空域的可用空間、時(shí)間資源因此成為構(gòu)建“流量-空域”一體化空中交通管理系統(tǒng)的核心問(wèn)題之一。空域復(fù)雜性作為度量空域承載空中交通能力的標(biāo)準(zhǔn)，如何對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的測(cè)度與評(píng)估，是未來(lái)能否實(shí)現(xiàn)高效的飛行流量管理及空域管理之關(guān)鍵，針對(duì)各類空域單元研究相應(yīng)的復(fù)雜性產(chǎn)生機(jī)理、建立測(cè)度模型的重要意義不言而喻?；诖?，論文全面介紹了國(guó)內(nèi)外空域復(fù)雜性研究領(lǐng)域的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀及

2、發(fā)展趨勢(shì)；系統(tǒng)論述了空域復(fù)雜性研究的理論框架、研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵問(wèn)題；面向不同的空域運(yùn)行條件，分析并提出了對(duì)應(yīng)的研究路線；針對(duì)區(qū)域扇區(qū)、交叉航路分別研究了復(fù)雜性產(chǎn)生機(jī)理及測(cè)度方法。
　　 一，研究了空域復(fù)雜性研究的體系框架。針對(duì)空中交通管理領(lǐng)域尚未形成明確復(fù)雜性研究框架之現(xiàn)狀，以復(fù)雜性研究問(wèn)題的提出作為起點(diǎn)，分析了空域系統(tǒng)運(yùn)行中的復(fù)雜性來(lái)源并對(duì)其進(jìn)行定義，進(jìn)而提煉出該領(lǐng)域最主要的方法與成果，以動(dòng)態(tài)密度、內(nèi)稟性分析和復(fù)雜系統(tǒng)建模作為關(guān)

3、鍵線索串接為該領(lǐng)域研究的體系。通過(guò)介紹與分析動(dòng)態(tài)密度、基于無(wú)序性的空域復(fù)雜性、交通流擾動(dòng)分析等多項(xiàng)研究成果，完善了復(fù)雜性研究體系框架。在結(jié)合空管實(shí)際及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，提出了面向結(jié)構(gòu)化空域的復(fù)雜性研究路線和面向動(dòng)態(tài)空域的復(fù)雜性研究路線。
　　 二，研究扇區(qū)的復(fù)雜性測(cè)度問(wèn)題，提出了基于態(tài)勢(shì)慣性的扇區(qū)復(fù)雜性測(cè)度方法。通過(guò)分析結(jié)構(gòu)性空域下交通對(duì)于空域的適應(yīng)關(guān)系，提出用于定量計(jì)算不同交通態(tài)勢(shì)所耗空管資源的態(tài)勢(shì)慣性概念。將實(shí)際位置與航跡推

4、測(cè)位置的空間誤差作為衡量態(tài)勢(shì)慣性的基準(zhǔn)值，進(jìn)而將其累積加權(quán)作為空域復(fù)雜性建立了測(cè)度模型，解決了需要記錄管制員通話、統(tǒng)計(jì)進(jìn)程單等主觀方式來(lái)獲得管制介入反饋信息的難點(diǎn)。所提復(fù)雜性測(cè)度方法既可用于同一扇區(qū)不同時(shí)段的復(fù)雜性比較亦可用于不同扇區(qū)間的復(fù)雜性比較，一定程度上克服了以往測(cè)度模型普適性較低的問(wèn)題。
　　 三，研究交叉航路的復(fù)雜性測(cè)度問(wèn)題，建立了基于可用時(shí)隙的復(fù)雜性測(cè)度方法。根據(jù)動(dòng)態(tài)空域條件下交通與空域間的互適應(yīng)關(guān)系，分析了繁忙交叉

5、航路的復(fù)雜性來(lái)源--可用時(shí)隙資源。將空域結(jié)構(gòu)特征和航空器機(jī)動(dòng)策略納入交通流規(guī)劃條件，針對(duì)2向交叉航路提出了交通流航跡規(guī)劃的空域模型。在此基礎(chǔ)之上分析了航空器橫向側(cè)移機(jī)動(dòng)、變航向機(jī)動(dòng)和組合機(jī)動(dòng)模型的機(jī)動(dòng)策略與規(guī)劃方法，基于組合機(jī)動(dòng)模型提出了評(píng)估交叉航路時(shí)隙可用率的評(píng)估模型，并對(duì)不同空域條件、機(jī)動(dòng)策略下的時(shí)隙可用率和航路服務(wù)能力做了評(píng)估。
　　 四，研究交叉航路的配置問(wèn)題，建立了基于復(fù)雜性的航路配置模型。針對(duì)大規(guī)模航空器在交通流中的