机场空侧容量评估与优化方法研究

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1、南京航空航天大学博士学位论文机场空侧容量评估与优化方法研究姓名：陈欣申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：朱金福20070901南京航空航天大学博士学位论文摘要随着航空运输业的飞速发展航空需求不断增加处于航班运输系统陆空节点位置的机场也越来越繁忙并面临着越来越大的压力国内一半以上的枢纽机场和干线机场的设计保障能力已进入超饱和或接近饱和状态诸多研究表明空中交通网络拥挤的主要原因在于机场空侧容量不足如何确切把握机场系统的运营规律和交通特性掌握机场运营管理关键技术提高机场系统的运营水平是机场管理当局和空中交通管理部门普遍关心的问题本论文对机场空侧容量评估和容量优化进行

2、了研究容量评估是机场规划和设计中的首要步骤它能够为管理者们正确把握机场系统运行规律和特性提供帮助容量优化研究就是通过分析飞机在机场的运行特点建立正确的数学模型以优化利用现有资源和提高机场容量在容量评估研究方面本文将机场空侧看作一个系统综合考虑各子系统容量的相互影响通过分析飞机运行流程建立了空侧容量评估仿真模型利用ServiceModel开发了某国际机场的容量评估仿真系统分析了不同航空需求下的机场容量和延误水平确定了限制容量的瓶颈环节在容量优化研究方面一用区间数表示容量并引入满意度准则建立了机场空侧容量利用和流量分配的多目标优化模型实例研究表明通过对进离港航班流量需求的协调分配

3、减少了航班延误给定时段内所有航班需求得到满足实现了容量的有效利用和流量的合理分配为机场终端区不同的容量利用和流量调度提供了帮助二以减少着陆飞机队列完成时间为优化目标设计了求解飞机排序问题(ASP)的蚁群优化算法通过正交试验确定了算法的性能参数组合并验证了ASP蚁群算法求解问题的可行性和求解效果研究结果表明ASP蚁群算法得到的优化排序可以使着陆队列完成时间减少约14%跑道容量和利用率得到有效提高可以缓解终端区拥堵压力三设计了一种针对枢纽机场的停机位指派问题的排序模拟退火算法首先根据停机位期望偏好值和航班客座率进行排序以得到模拟退火算法的初始解然后运用经典模拟退火算法求解出最优指

4、派结果结果表明排序模拟退火算法的计算精度优于经典模拟退火算法计算效率优于CPLEX软件且具有较快的收敛速度为实时解决枢纽机场停机位优化指派问题提供了新思路四快速高效地处理机场安全事故对恢复机场容量有较大帮助通过分析机场空侧滑行道地面网络创建了描述空侧网络拓扑结构的节点弧段关系数据库利用VB和MapX开发了机场飞行区应急救援决策支持系统为机场安i机场空侧容量评估与优化方法研究全事故管理的可视化便捷化提供了支持关键词机场空侧容量评估容量优化仿真建模蚁群优化算法模拟退火算法ii南京航空航天大学博士学位论文ABSTRACTWithfastdevelopmentofairtranspo

5、rtationindustry,thetrafficdemandhasincreasedgreatly.Theairports,whicharethenetworknodesofairtransportationsystemconnectinglandandsky,becomebusierandbusierandgetmorepressures.Thedesignedcapacityofmorethanhalfofdomestichubairportsandmainairportshasbeenover-saturatedornearlysaturated.Theairsid

6、ecapacityisthemaincauseofairtrafficcongestion,whichhasbeenprovedbymanyresearches.Theairportauthoritiesandairtrafficmanagementdepartmentshavefocusedmainlyonhowtomasterthekeytechniquesofairportoperationandmanagement,andhowtoimproveoperationlevelofairportsystem.Thispaperstudiedmethodsforairpor

7、tairsidecapacityevaluationandcapacityoptimization.Capacityevaluationisthefirststepforairportplanninganddesign,whichcanprovidehelpforairportmanagerstograsptheairportoperationrulesandcharacteristics.Capacityoptimizationistoanalyzeaircraftactivityproperties