空中交通流量管理资源公平分配算法研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文空中交通流量管理资源公平分配算法研究姓名：董云龙申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：胡明华20070101南京航空航天大学硕士学位论文摘要近年来，一个崭新的方法——协同决策（CDM:CollaborativeDecisionMaking）被引入至空中交通流量管理（ATFM:AirTrafficFlowManagement）中来。这一方法通过改善流量管理部门与航空公司间的数据交换辅助流量管理部门更好的进行决策。协同决策将会对空中交通流量管理产生深远的影响。保证国家空域资源的公平公正使用是空中交通流量管理的主要目标之一。传

2、统上，流量管理部门使用“先到先服务”算法来体现公平。协同决策提出之后，资源分配算法做了相应的调整：分配基于最初的航班计划。除此之外，协同决策中的公平概念是含糊的。本文引入PRA-DFA算法组合用于空中交通流量管理中的资源分配。笔者提出基于航空公司的二次整数规划模型(AQIP)与比例随机分配算法(PRA)对RBS算法进行改进，同时使用动态公平分配算法(DFA)来代替Compression算法。较之原有的RBS-Compression算法，新算法保留了易于理解、运算速度高等特点，分配结果更具公平性，综合考虑了不同航空公司的利益，使航空公司更易于接受，提高航空公司的运

3、行效率。此外，笔者还开发了基于PRA-DFA分配算法的地面等待程序应用系统。关键词：空中交通流量管理，协同决策，地面等待程序，公平性，RBS算法，Compression算法I空中交通流量管理资源公平分配算法研究AbstractRecently,anewapproach,CollaborativeDecisionMaking(CDM),isintroducedintoairtrafficflowmanagement(ATFM).CDMisbasedontherecognitionthatimproveddataexchangeandcommunicationbet

4、weentheATFMfacilitiesandtheairlineswillleadtobetterdecisionmaking.CDMpromisestohaveaprofoundimpactonairtrafficflowmanagement.AprimaryobjectiveoftheairtrafficflowmanagementfunctionsistoprovidefairandequitableaccesstotheNationalAirSpace.Traditionally,theATFMfacilityhasinterpretedfairne

5、ssasprioritizingflightsona“first-come,first-served”basis.TheallocationproceduresintroducedunderCollaborativeDecisionMaking(CDM),however,representadeparturefromthisparadigm:allocationsarebasedoncarriers’originalflightschedules.Yetinspiteofthesechanges,theconceptoffairnessunderCDMislar

6、gelyleftimplicitintheprocedures.Differentandevenconflictingconceptsaresometimesusedtodescribetheseprocedures.Thispaperdescribesanewalgorithmcombination,PRA-DFA,forfairallocationprocedureswithinthecontextofATFM.WeimprovedtheRBSalgorithmusingAirlines-basedQuadricIntegerProgrammingmodel

7、(AQIP)andProportionRandomAssignmentalgorithm(PRA),substitutedDynamicFairnessAssignmentalgorithm(DFA)forCompression.ThenewalgorithmskeepthepropertiesofthetraditionalRBS-Compressionalgorithms,whichareofahighspeedandeasytoexplain.Moreover,bytakingeveryone’sbenefitintoaccount,thenewalgor

8、ithmsarefair