机场终端区扇区优化技术的研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofCivilAviationResearchonSectorOptimizationOfAirportTerminalAreaAThesisinTransportationPlanningandManagementByXiePengAdvisedbyProf.HuMinghuaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequire

2、mentsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。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，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺

3、书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着我国国民经济的不断增长，空中交通流量日益加大。空域结构及交通流分布的不合理性导致空域容流匹配之间的矛盾日益突出，空中交通拥挤问题和航班延误问题愈演愈烈，这也使管制与飞行工作存在一定的安全隐患。鉴于机场终端区是限制空域运行能力的主要瓶颈，因此对机场终端区进行科学、合理地规划便成为增强空域运行能力的必由之路。扇区优化技术作为终端区规划中的重要组成部分，对于提高空域资源利用率、合理分布空中交通流，从而提升终端区空域容量，保障飞行安全具有极其重要而

4、深远的战略意义。本文根据我国终端区空域的实际情况和当前存在的问题，在终端区扇区划分相关研究的基础之上，提出一种基于空中交通复杂度均衡的高低扇扇区划分方法。主要考虑对管制员工作负荷造成影响的终端区空域航路、航线结构、航空器飞行类型、机型等空域本质和交通流特性。首先分析总结了近些年来国内外相关研究现状的情况，再详细地介绍了终端区空域规划和扇区划分的基础理论、规定和原则等。然后引出了Voronoi图的定义和生成方法，并提出了以交通密度为核心的空中交通复杂度的影响因素和统计计算方法，再在均衡各扇区交通复

5、杂度的基础之上，完整系统地分析了扇区划分的约束条件并对之量化处理作为约束函数来构成机场终端区扇区优化划分模型；并以中南地区的广州机场终端区扇区划分为例，通过分支界定法，实现广州机场终端区扇区划分的优化，验证本文扇区优化模型和算法的有效性和可行性。此外，本文还提出了一种基于空域块的动态扇区划分，旨在解决终端区扇区实际运行中繁忙时段内出现的扇区流量超过容量的情况，进一步均衡终端区各扇区的流量和管制员工作负荷，并通过实例验证了该方法的科学性和合理性。关键字：空中交通管理，交通复杂度，扇区优化划分，空域

6、块，过渡工作负荷I机场终端区扇区优化技术研究AbstractWiththerapiddevelopmentofnationaleconomyandtheincreasingoftrafficdemand.Thecontradictionbetweencapacityandflowisbecomingconspicuousaswellastheproblemofairtrafficcongestionandflightdelayisbecomingmoreviolentduetotheirrati

7、onalityoftheairspacestructureandtrafficflowdistribution.What’smore,thesafetyofcontrolandflightworkisthreatened.Inviewoftheterminalareaisthebottleneckofairspacevolumeenhancement.Planningtheterminalareascientificallyandreasonably,optimizingtheairroutea

8、ndthesectorpartitioningsystematicallyisessentialtoenhancetheairspaceserviceability.Asthemostimportantpartofterminalareaplanning,sectoroptimizationtechnologymakesasignificantcontributiontotheenhancementofairspaceresourcesutilization,reasonableairtraff