航路流量优化与地面等待问题研究

论文摘要

民航运输业的迅速发展已不同程度的导致航路分配不均、航路拥挤现象的发生,这种现象一方面降低了空中交通网络的运行能力,另一方面也大大提高了各家航空公司的总体运营成本。因此有必要研究如何平衡航路的负载以提高整个空中交通网络的容量以及采用合理的流量管理方法在降低航路拥挤的同时也保证航空公司的总体运营成本处在较合理的范围内。本文主要探讨航路流量优化和地面等待策略制定问题。在简单阐述了空中交通流量管理的概念、过程、方法和意义以及国内外空中交通流量管理现状之后,论文着重讨论了流量管理的主要管理措施和手段。在探讨航路流量优化问题时,利用欧拉方法对空中交通网络进行了建模和仿真,并使用分配矩阵方法对该模型进行了求解和分析,以此为基础对航路流量进行了优化。在单机场限制条件下深入地研究和分析了地面等待问题,并将公平性原则以定量的方式引入到地面等待问题约束中,从而建立了一种新的地面等待模型,在问题的求解中,引用一种新的优化方法——粒子群优化算法对模型进行了求解。在理论论证之后,对上述两种方法解决问题的能力和效果进行了实例求解与分析,并给出了相应的结果。在文章的最后,主要利用上述两种方法进行了战略与预战术流量管理系统研究型原型设计,给出了业务流程处理和输出界面,并简单总结了本文的意义和分析了空中交通流量管理的未来发展趋势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 空中交通流量管理简介
• 1.2.1 流量管理目的
• 1.2.2 流量管理过程
• 1.2.3 流量管理手段
• 1.2.4 流量管理方法
• 1.3 国内外现状
• 1.3.1 航路流量优化
• 1.3.2 地面等待策略
• 1.4 本文内容
• 第二章 航路流量优化
• 2.1 航班时刻制定
• 2.1.1 制定意义
• 2.1.2 制定原则
• 2.1.3 航班时刻优化
• 2.2 航路流量优化问题
• 2.2.1 问题的提出
• 2.2.2 航路网络抽象
• 2.2.3 航路流量优化目标
• 2.3 欧拉网络模型
• 2.3.1 符号定义
• 2.3.2 网络模型
• 2.4 流量优化控制
• 2.4.1 目标函数
• 2.4.2 方法分析
• 2.4.3 问题求解
• 2.5 实例应用
• 2.6 本章小结
• 第三章 改进的地面等待策略
• 3.1 地面等待策略依据
• 3.2 地面等待策略模型
• 3.2.1 符号定义
• 3.2.2 基本模型
• 3.2.3 模型改进
• 3.3 算法描述
• 3.3.1 算法分析
• 3.3.2 求解步骤
• 3.4 实例应用
• 3.5 本章小结
• 第四章 系统设计与实现
• 4.1 战略与预战术流量管理系统概述
• 4.1.1 流量管理职能
• 4.1.2 管理系统模型
• 4.2 系统架构
• 4.2.1 系统组成关系
• 4.2.2 系统开发技术
• 4.3 功能分析与业务处理
• 4.3.1 航班时刻制定与优化
• 4.3.2 航路流量优化
• 4.3.3 地面等待策略制定
• 4.3.4 流量统计预测与容量评估
• 4.3.5 航班航路点时刻预测
• 4.3.6 基本数据管理
• 4.3.7 模拟数据产生模块
• 4.4 界面输出
• 4.4.1 航路流量优化
• 4.4.2 地面等待策略制定
• 4.4.3 模拟数据产生
• 4.4.4 数据统计
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要成果
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文