基于重大事件的空域结构调整辅助决策系统研究

论文摘要

近年来,随着我国民用航空事业的持续快速发展,空中交通需求与有限空域资源之间的矛盾已日益突出。在一些重大事件期间,航班量将大幅度增长,空中飞行密度将愈加密集,飞行环境愈显复杂,现有的空域结构将难以满足需求,成为制约空中交通安全、高效流动的瓶颈,为空中交通系统带来沉重的负担。因此,实施有效、合理的空域结构调整迫在眉睫。本文首先对所述的重大事件进行了定义,分析了重大事件对民用航空产生的影响,其中着重分析了重大事件发生期间空中交通保障所将面临的复杂形势和问题。其次,针对预期的重大事件,为达到增加空域容量、减小飞行冲突的目的,在遵从空域结构调整总体原则的前提下,分别从航路(航线)、扇区、终端区和等待航线区域四个方面探讨了空域结构调整策略。随后,从均衡扇区间管制员工作负荷的角度出发,建立了扇区结构优化数学模型,在统计、分析管制员工作负荷基础上,基于非线性规划算法,针对不同扇区规划数目进行扇区结构优化设计,并利用MATLAB编程工具实现了运算功能。通过对广州终端区空域进行扇区结构优化设计,验证了数学模型的可行性和有效性。最后,在Delphi平台上设计并开发了基于重大事件的空域结构调整辅助决策系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 基于重大事件的空域结构调整意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 空域管理
• 1.3.2 空域容量评估
• 1.3.3 空域规划技术
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 本章小结
• 第二章 重大事件定义及其影响分析
• 2.1 引言
• 2.2 重大事件定义
• 2.3 重大事件对民用航空运行影响分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于重大事件的空域结构调整策略研究
• 3.1 引言
• 3.2 空域结构调整总体原则
• 3.3 空域结构调整策略
• 3.3.1 航路、航线结构调整
• 3.3.2 扇区结构调整
• 3.3.3 终端区结构调整
• 3.3.4 等待航线区域结构调整
• 3.4 本章小结
• 第四章 扇区结构调整优化设计
• 4.1 引言
• 4.1.1 扇区结构设计原则
• 4.1.2 扇区结构优化设计思路
• 4.2 空域分解
• 4.3 管制员工作负荷统计
• 4.3.1 管制员工作负荷分类
• 4.3.2 管制员工作负荷模型
• 4.3.3 工作负荷统计
• 4.4 扇区结构优化模型及优化算法
• 4.4.1 扇区结构优化数学模型
• 4.4.2 非线性整数规划算法
• 4.5 案例分析
• 4.5.1 空域分解
• 4.5.2 工作负荷统计
• 4.5.3 扇区结构优化
• 4.5.4 结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 基于重大事件的空域结构调整辅助决策系统功能设计
• 5.1 引言
• 5.2 系统组成设计
• 5.3 系统数据流程设计
• 5.4 系统功能模块设计
• 5.4.1 用户管理模块
• 5.4.2 人机界面模块
• 5.4.3 空域结构调整方案生成模块
• 5.4.4 空域结构调整方案处理模块
• 5.4.5 空域结构调整方案查询模块
• 5.5 本章小结
• 第六章 基于重大事件的空域结构调整辅助决策系统开发与实现
• 6.1 引言
• 6.2 系统开发环境
• 6.3 系统界面设计
• 6.3.1 系统用户登陆界面设计
• 6.3.2 系统功能选择界面设计
• 6.3.3 空域结构调整设计参数输入界面设计
• 6.3.4 空域结构调整方案生成界面设计
• 6.3.5 空域结构调整方案比较界面设计
• 6.3.6 空域结构调整方案查询界面设计
• 6.4 本章小结
• 第七章 结束语
• 7.1 本文的主要工作
• 7.2 进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文