终端区空域结构优化理论与方法

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1、南京航空航天大学硕士学位论文终端区空域结构优化理论与方法姓名：张慧申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：韩松臣20090101南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着空中交通流量的持续增长，空域结构不合理导致的空中交通拥挤问题日益严重。终端区空域是空中交通的密集和枢纽区域，通过科学、合理地优化，不仅能够保证飞行安全，提高空域容量，还可以充分地利用空域资源，提升整个空域的空中交通服务能力。本文紧密联系我国终端区的实际情况，从空管部门实际运行角度对终端区空域规划问题进行了深入、系统地研究，给出了适合我国国情的终端区结构优化方法。本文运用多元线性回归结合Fra

2、tar法的两阶段分布预测模型，预测终端区空域内各条进离场航路的飞机流量；通过计算机编程实现了终端区空域航路理论容量的计算；在前人研究基础上，系统全面地总结出适用于我国终端区空域、航路规划以及扇区划分的原则；研究了管制员工作负荷的组成，运用人工调查与雷达语音数据分析统计管制员工作负荷；针对终端区飞行航路的特征，引入“飞行航段”理论，建立基于航段的终端区voronoi有限元剖分模型，并在流量预测和航路结构优化的基础上进行扇区划分。利用这一系统化的方法，以上海终端区空域为背景，进行上海机场－空域未来第5年飞机流量的分布预测，上海终端区空域各条航路理论容量计算、航路网络结

3、构优化，以及上海终端区空域管制扇区的划分。最后，就该领域的进一步研究提出了一些看法。关键词：终端区，空域优化，飞机流量分布预测，航路规划，扇区划分I终端区空域结构优化理论与方法AbstractWiththecontinuedgrowthofairtrafficflow,airtrafficcongestioncausedbyirrationalairspacestructurehasbecomemoreserious.TerminalAreaairspaceisanintensiveandhubarea,throughscientificandrationalop

4、timizationofterminalairspace,notonlyflightsafetycanbeensured,airspacecapacitycanbeenhanced,butalsoairspaceresourcecanbeoptimizedgreatlyandairtrafficserviceabilityofentireairspacecanbeimproved.BasedonactualconditionsofChina’sterminalarea,thisarticlestudiedterminalareaairspaceplanningin

5、-depthandsystematicallyfromprospectofactualoperationofairtrafficcontroldepartment,andoptimizationmethodofterminalareaairspacestructuresuitableforChina’snationalconditions.Inthispaper,two-stagedistributionforecastingmodelbasedonmultiplelinearregressionandFratarmethodwasusedtopredictair

6、craftflowofeachapproachanddepartureroutesinterminalarea.Theoreticalcapacityofroutesinterminalareaairspacewascalculatedbycomputerprogramming.Basedonpreviousresearches,rulesforChina’sterminalareaairspaceplanningandsectorpartitionweresummarizedsystematically.Controllerworkloadcomposition

7、wasstudied,andcontrollerworkloadwascomputedbasedonartificialinvestigationandradarvoicedata.Accordingtocharacteristicsofroutesinterminalarea,“fightleg”theorywasintroduced,andterminalareavoronoifiniteelementsubdivisionmodelwasbuildbasedonleg,andsectorwaspartitionedbasedonairtrafficflowp

8、redic