恶劣天气下终端区进场航空器的改航研究

论文摘要

随着全球航空运输业的发展、航班量的不断增加,由于恶劣天气导致航班延误的情况越来越多。针对航路上的恶劣天气,航空器会采用改航的方法予以避让,为了使飞行延误减少,改航路径的选择成为了关键。在本文中,首先针对恶劣天气建立了马尔可夫气象模型,但由于该模型转移矩阵中的概率均来自历史数据,精确度不高,所以概率上的不确定性对马尔可夫决策过程的解有较大的影响。针对该问题,文中提出了一种改进模型——似然模型,并将两个模型在实际应用中进行了比较,证实了似然模型的优点。之后,本文为扩展终端区内的进场航空器提出了三种可行的改航方法:基于标准终端区进场航路的改航方法,基于流量的改航方法和自由飞行的改航方法。通过比较,得到了这三种方法各自的特点和适用环境。最后,基于所建立的气象模型和提出的三种改航方法,构建了用于避让恶劣天气的航空器改航系统——基于恶劣天气的航空器动态改航系统,该系统能根据所输入的动、静态数据,以及各种恶劣天气状况,在终端区范围内,为航空器提供动态改航策略。文末,应用实际数据对该系统进行仿真,解决了航空器的改航问题,从而验证了该系统的有效性及可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 天气对飞行的影响与相关规定
• 1.2.1 天气对飞行的影响
• 1.2.2 民航总局的相关规定
• 1.3 国内外研究概况
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 气象模型的建立与改进
• 2.1 气象模型的建立
• 2.1.1 马尔可夫模型
• 2.1.2 马尔可夫模型的缺陷
• 2.2 马尔可夫模型的改进
• 2.2.1 最优问题的提出
• 2.2.2 有限范围内的最优问题
• 2.2.3 无限范围内的最优问题
• 2.2.4 似然模型
• 2.3 模型的应用比较
• 2.3.1 标称改航策略
• 2.3.2 鲁棒改航策略
• 2.3.3 鲁棒改航策略与标称改航策略的比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 动态改航方法的研究
• 3.1 改航路线选择的约束
• 3.2 改航路线规划方法
• 3.2.1 基于STAR 的改航方法
• 3.2.2 基于流量的改航方法
• 3.2.3 自由飞行的改航方法
• 3.3 改航路线规划方法的比较
• 3.3.1 说明
• 3.3.2 比较
• 3.3.3 结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统与实现
• 4.1 恶劣天气下的航空器改航系统
• 4.1.1 系统结构模块与功能
• 4.1.2 系统开发环境
• 4.1.3 界面介绍
• 4.2 基于恶劣天气的航空器动态改航实现
• 4.2.1 气象情况I
• 4.2.2 气象情况II
• 4.2.3 气象情况III
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 论文的主要成果
• 5.2 研究前景与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文