恶劣天气下终端区进场航空器的改航研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文恶劣天气下终端区进场航空器的改航研究姓名：顾英豪申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：胡明华20080101南京航空航天大学硕士学位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

2、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

3、空器的改航问题，从而验证了该系统的有效性及可行性。关键词：马尔可夫，气象模型，似然模型，动态改航，机场终端区i恶劣天气下终端区进场航空器的改航研究AbstractWiththeglobalcivilaviationdevelopingrapidly,thenumberofflightswithdelaysduetoconvectiveweatherisincreasingsignificantly.Oncetheconvectiveweatherisdetectedonroute,anaircraftmayfindanotherrout

4、etodeviatetheweatherahead,andthekeypartofthisprocessbeingreroutingmethods.Inthispaper,IfirstpresentaweathermodelbasedonstationaryMarkovchain,alimitationofwhichisthenpointedoutthatoptimalsolutionstoMarkovdecisionproblemsmaybeverysensitivewithrespecttothestatetransitionpro

5、babilitieswhicharedefinitelyuncertainwithhistoricalweatherdatahere.AlikelihoodModelproposedlatertothisproblemisprovedastatisticallyaccuraterepresentationofuncertainty.Thenforaircraft-reroutingIproposethreefeasiblemethods,whicharebasedonSTARs,onaircraftflowsandonfreefligh

6、ts.Andbycomparisonofthesemethods,Ifindtheirowncharactersandconditionstheyadaptto.Finally,onthebasisoftheweathermodelandreroutingmethods,Iconstructasystemforaircraft-reroutinginexpandedterminalarea,andtheapplicationofthissystemwithhistoricalflightsdataofarrivalaircraftsin

7、Shanghaiterminalareademonstratesitsvalidityandefficiency.KeyWords:Markov,WeatherModel,LikelihoodModel,DynamicRerouting,TerminalAreaii南京航空航天大学硕士学位论文图表清单图2.1l+1马尔可夫链.........................................................................................9图2.2航空器改航规划.......

8、................................................................................23图2.3U相对于−β的变化........