气象信息不确定下的地面等待模型在ATFM中的应用

论文摘要

随着国民经济的飞速发展，我国的民用航空飞行量增长很快。几个主要的大型机场航路以及相应的空域在飞行高峰期出现了严重的拥挤现象。这不仅增加了航班的延误，加重了空管系统的负担，而且造成了巨额的延迟费用。空中航路拥堵的重要原因之一就是机场和空域的容量通常因为恶劣的天气而降低。空中交通流量管理的目的就是通过流量管理保持安全而高效地利用空域与机场资源，平衡需求与空域容量之间的矛盾，减少延误。本文通过对单机场以及机场和走廊口地面等待模型的研究，以减少延误为目的，以延误费用最小化为目标，主要解决航班延误成本最小化的问题。论文的主要工作包括以下三个方面。 论文首先研究气象信息的不确定性对空中交通流量管理的影响，其次对空中交通管理和交通流量控制，地面等待策略，地面等待模型进行了介绍。集中讨论了地面等待问题的分类，单机场静态随机地面等待的Richetta模型，多机场地面等待的BS模型等。 气象信息的不确定性是影响空中交通地面等待策略的一个重要因素。论文主要研究了单机场地面等待模型和综合考虑机场和走廊口两部分空域的地面等待模型的问题提出，假设条件，模型建立，目标函数，约束方程等。并将气象信息的不确定性看作是一个个代表机场空域和走廊口空域的容量情况，并采用延误成本计算的方法和定步长的排序方法，提供了一种动态的航路规划与选择策略，减少航班延误，进而减少因延误而造成的费用。与传统的方法相比该方法能够更为有效地减少航班延误。 由于机场和走廊口空域容量的相互影响，论文进一步考虑了结合两部分空域容量情况，将单一的单机场地面等待模型扩展到考虑航路和目的机场两部分空域的模型，得到该模型所对应的简单机场网络的最小延误费问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景与意义
• 1.2 本课题的历史与现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 空中交通流量管理中的地面等待问题
• 2.1 空中交通流量管理
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 流量管理的方法和实施流量管理的程序
• 2.1.3 我国流量管理的机构及职责
• 2.2 空中交通流量控制
• 2.2.1 流量控制的必要性
• 2.2.2 流量控制的方法和基础
• 2.2.3 空中流量控制中的制约因素
• 2.3 地面等待策略
• 2.3.1 地面等待策略
• 2.3.2 地面等待策略的原理
• 2.3.3 地面等待策略的一般方法
• 2.3.4 通常存在的问题
• 2.4 航空气象
• 2.4.1 航空气象学
• 2.4.2 影响航空较大的气象
• 第三章 气象信息不确定下的单机场地面等待模型研究
• 3.1 单机场地面等待问题的建模
• 3.1.1 基本假设
• 3.1.2 问题的提出
• 3.1.3 模型的建立
• 3.2 基于延误成本分析的单元受限地面等待模型
• 3.3 气象信息不确定下的容量情况
• 3.4 航班延误成本分析
• 3.4.1 航班延误的显性成本
• 3.4.2 航空公司经济损失
• 3.4.3 旅客经济损失
• 3.4.4 航班延误的隐性成本
• 3.4.5 航班延误的总经济损失
• 3.5 仿真算例与结果
• 3.5.1 仿真算例数据
• 3.5.2 仿真结果
• 第四章 气象信息不确定下的机场走廊口和机场两部分地面等待模型
• 4.1 介绍
• 4.2 研究背景
• 4.3 地面等待模型
• 4.3.1 假设条件
• 4.3.2 问题的提出
• 4.3.3 模型的建立
• 4.4 代表气象信息不确定的容量情况
• 4.5 航班延误成本分析
• 4.6 仿真算例数据
• 4.7 仿真结果
• 第五章 论文工作总结与展望
• 5.1 论文的主要工作
• 5.2 工作展望
• 硕士期间发表的论文
• 致谢
• 参考文献
• 附录A: 英文缩略语对照表
• 附录B: 单位制换算