区域空中交通流量控制仿真与建模-研究

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1、中国民航大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国民航大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明井表示了谢意。研究生签名：邋日期：鱼里幺生上中国民航大学学位论文使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密

2、期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权中国民航大学研究生部办理。研究生签名：瓣导师签名：日期：．≥oc{，弋?2．C中国民航火学硕士学位论文1．1研究背景第一章绪论在欧美航空业非常发达的地区，流量问题是令人困扰的问题，并导致一系列的问题。诸如航班延误、返航备降，既浪费大量的燃料、金钱、时间；也扰乱了飞行管制的正常秩序，威胁了飞行安全。据有关部门统计，目前，欧洲航空业因空中拥挤造成的航班延误，每年损失50亿美元之多，其中超过20％的航班延误是由空管流量控制原因造成的。在我国，八十年代以前，由于航班流量较小，几乎不存在流量

3、管理的问题：但是，八十年代以来，国民经济带动了民航的腾飞，尤其是进入九十年代后，空中交通流量高速增长Ⅲ，流量控制问题也变得越来越突出了。飞行流量的不断增长必然使原本有限的空域变得越来越拥挤，尤其是在我国东部地区，空中交通管制部门面临的安全压力越来越大。为了确保飞行安全，空管部门一方面通过更加先进的科学技术进一步挖掘现有空域资源的潜力，提高使用效率；另一方面不得不频繁运用流量控制这一国际上通行的方法强制操作手段，来有效地限制空中和地面的飞行流量，避免飞行流量突破管制部门的安全保障警戒。流量控制作为运行战术应用于空中交通管制部门内部，大多采用控制飞行间隔、改变计划航迹、调整等待时间等手段限制

4、管制区域内的航空器数量，达到在尽可能大的流量下保证飞行安全的目标。随着飞行量的增加和管制部门经验的积累，流量控制手段在实际运用中日臻成熟。它在目前飞行流量大、空域资源紧张、技术手段不能立即缓解的情况下，有效地保证了民航空中运行管理的安全余度。实践证明，虽然流量控制行之有效，但是，我们目前的“流量控制”，还缺乏信息支持、技术支持和科学决策的支持，缺乏较大范围、较深程度的协调，科学性不足；更多地依赖于管制员个人的工作经验，规范性不足，具有一定的随机性和不确定性特点。因此，有时在实施流量控制时会出现管制部门之间相互制约、相互影响的现象，严重的则打乱了整个空域系统的运行秩序心1。2003年7月至

5、9月，各航空公司受流量控制原因延误航班4953班，同比增长47．15％。因流量控制造成大量的航班延误，不但引起了各航空公司和广大乘客的不满，也给有关空管部门带来了许多负面影响，造成管制工作的被动。无论是自己管区还是相邻管区，一旦处于需要限制航班流量的状态时，不规范的工作不仅会加剧不正常情况的影响，甚至造成混乱，从而引发恶性循环，即不正常情况导致管制部门对航班流量承受能力的降低。在实际工作中，流量控制的波及范围非常大，延误水平会逐级增大。例如，郑州发出的流量控制要求可能会影响到全国所有区调和各大机场塔台。为了减轻流量控制带来的危害，为此民航部门做了很大的投入，如设备更新、增加管制员数量，以

6、减轻操作人中国民航大学硕士学位论文员的工作负荷。实践证明通过改善硬件条件的措施，收效甚微，而应更多地从流量控制的方式入手，建立流量控制的数学模型，对流量控制策略进行优化，充分利用空域容量，以解决流量控制带来的航班延误问题。1．2流量控制问题定义ICAO和美国联邦航空局(FederalAviationAdministration，FAA)对“流量控制(FlowContr01)"的定义是：“为保证空域的有效使用而采取的调整进入特定空域、航路和机场空中交通流的方法”[31oICAO的有关文件中对“流量控制"也有专门的描述：“当空中交通管制单位已经明显觉察某一地点或者区域在特定时段内，除己接收的

7、飞行外，再不能接收其他飞行时，或仅能按照一定的接收率接收其他飞行时，该单位必须把此情况通知已知的或者认为有关的其他空中交通管制单位，还必须将预计延误或者将实施的限制通知预定飞往所述地点或者区域的航空器机长和已知的或者认为有关的经营人"H1。当发生区域流量控制时，区域管制员通常会在流量控制时段内向周边区域管制员提出要求，限制航空器进入的时间间隔。．I．3造成流量控制的因素流量控制会带来很大的危害，但是它的发生却是不可避免的。产生流量控