机场跑道容量评估模型研究

论文摘要

本文主要针对终端区区域中的跑道、航路的容量建立了数学模型并结合仿真方法得出了相应的容量值。跑道容量评估是本文研究的重点,在构建跑道容量评估模型时,模型中考虑的关键影响因素包括管制规则、公共进近航段长度、进近速度、机型比例、航空器跑道占用时间及随机误差等。考虑到实际管制程序实施的可能性,本文提出将某些影响航空器间隔的因素视为随机变量,并推导了在可接受的安全水平下,管制人员需要增加的缓冲裕度。此外,以基本跑道容量模型为基础,论文还推导了当着陆航空器或起飞航空器具有跑道使用绝对优先权时航空器之间需要满足的时间间隔以及在可接受的安全水平下,当非正常情况出现即航空器之间时间间隔小于前面航空器跑道占用时间时,航空器之间时间间隔应该满足的要求。然后,以西安咸阳国际机场为背景,通过实地调查获得了容量评估所需的数据,分析了该机场区域中存在的一些冲突情况,由此提出了一些冲突解决方案。针对跑道实际运行特点和所建立的数学模型,结合随机航空器流模拟的方法,编制了蒙特卡洛仿真程序对跑道容量进行了评估,还系统地分析了跑道容量模型涉及到的各种限制因素对跑道容量评估结果的定性和定量影响。在分析空侧因素对跑道容量的影响时,着重阐述了航路容量模型的构建并以此对终端区的容量进行了评估。在构建出航路容量模型后,提出了动态航路容量模型的概念,以此为基础探讨了当不利状况出现时航路动态容量的计算方法以增强航路容量模型的实用性。最后,从动态跑道容量模型和航路容量模型的构建等方面对机场容量评估的进一步研究进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 选题依据和课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作
• 第二章 容量和终端区
• 2.1 容量的定义及跑道容量影响因素
• 2.2 终端区的结构及组成
• 2.2.1 终端区内的飞行间隔规定
• 2.2.2 终端区内的飞行过程
• 2.2.3 终端区内的离场飞行
• 2.2.4 终端区容量影晌因素
• 第三章 单跑道容量模型
• 3.1 单跑道降落容量模型
• 3.1.1 降落航空器对时间间隔
• 3.1.2 降落容量模型
• 3.2 单跑道起飞容量模型
• 3.2.1 起飞航空器对时间间隔
• 3.2.2 起飞容量模型
• 3.3 单跑道起飞/降落容量模型
• 第四章 机场跑道容量评估
• 4.1 咸阳机场简介
• 4.2 咸阳机场冲突分析
• 4.2.1 塔台放行间隔冲突
• 4.2.2 进离场冲突
• 4.2.3 军民航冲突
• 4.3 冲突解决方案
• 4.3.1 塔台放行间隔控制的方法
• 4.3.2 进离场航空器冲突解决方法
• 4.3.3 军民航冲突解决方法
• 4.4 跑道容量评估
• 4.4.1 蒙特卡罗仿真简介
• 4.4.2 跑道降落容量
• 4.4.3 跑道起飞容量
• 4.4.4 跑道混合起降容量
• 第五章 终端区容量评估
• 5.1 航路容量模型
• 5.1.1 等速情况
• 5.1.2 速度不同的情况
• 5.2 交叉点容量模型
• 5.2.1 汇聚飞行时航空器间的放行间隔
• 5.2.2 发散飞行时航空器间的放行间隔
• 5.3 航路容量模型的改进
• 5.4 咸阳机场终端区容量评估
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢