基于bsp和动态规划的大规模空域扇区划分方法研究

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1、硕士学位论文基于BSP和动态规划的大规模空域扇区划分方法研究研究生姓名：陈昱导师姓名：王超副教授2015年6月7日分类号：V355密级：公开UDC：656.7学号：1203016中国民航大学硕士学位论文基于BSP和动态规划的大规模空域扇区划分方法研究研究生姓名：陈昱导师姓名：王超副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：交通信息工程及控制所在院系：空中交通管理学院论文答辩日期：2015年6月7日2015年6月7日TheStudyonLarge-scaleAirspaceSectorizationBasedonBinaryS

2、pacePartitionsandDynamicProgrammingADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYCHENYuSupervisedbyAssociateProfessorWANGChaoCollegeofAirTrafficManagementCivilAviationUniversityofChina7th,June2015中国民航大学学位论文独创性声明本人声明

3、所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中将别加臥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的研巧成果，也不包含为获得中国民航大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。一与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＆硏究生签名Ｉ主化＝樣雲日期＝如告目自中国民航大学学位论文使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档、。．可采用影印缩印或其他复

4、制手段保存论文本人电子文档的内容和一纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可臥公布（包措刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布。（包括刊登）授权中国民航大学研究生部办理研巧生签名：揉１导师签名；Ｂ：Ｍ如自／〇日＿５期摘要随着空中交通流量的增长与空域限制的加强，依据历史沿袭的人工划分空域扇区方法已经无法满足均衡管制员工作负荷、保障交通安全和提高运行效率的要求。过去的划分方法主要针对小范围空域，扇区数量的递增将会导致搜索空间中可行解数量激增、降低效率的问题。因此，本文结合二叉空

5、间分割（BinarySpacePartition，BSP）和动态规划方法对大规模空域扇区的自动划设方法进行研究。在分析了管制空域结构和交通流量分布的基础上，提出了空域交通流量图模型和扇区边界优化的约束条件。研究了均衡管制工作负荷的扇区划分二叉空间分割算法，结合动态规划方法提出了逐阶段动态搜索协调工作负荷最小的二叉空间分割算法。通过调整扇区优化算法，重新设计空域扇区，使交通流的增长与空域扇区相适应，改善解空间的搜索范围，解决了大范围管制空域划分为多扇区时算法效率低和准确性差的问题。首先，将管制空域抽象成为网络拓扑图，由关键点

6、构建空域边界范围和航路（航线）分布。其次，选取交通流量、航向改变、潜在冲突风险三个重要指标，提出面向空域规划的扇区工作负荷评估模型。再改进二叉空间分割法，使扇区划分结果优先满足管制工作负荷的均衡，以动态规划优化每次划分的结果，逐步实现协调工作负荷的最小。最后，以上海情报区高空管制空域为例进行扇区划分的分析，验证了提出方法的有效性与可行性。本文对空域扇区划设的理论方法开展了较为全面、深入的研究，所提出的扇区工作负荷评估模型具有一定的针对性，扇区划分及优化方法能够将大规模空域有效划分，在保证扇区划设方案准确性的同时，降低可行解

7、的搜索空间，提高整体算法的执行效率，为进一步深入研究空域规划设计提供技术支持。关键词：空域规划；扇区划分；二叉空间分割；动态规划；工作负荷IAbstractCurrentairspacesectorboundarieshavebeendevelopedhistorically,notanalytically.Withtheincreaseoftrafficflowandlimitedairspace,currentairspacesectorstructurecannolongeraccommodatetotheopera

8、tionrequest(balancedcontrollers’workload,ensuresafetyandimprovedefficiency).Pastapproachesfocusonthesmallrangeofairspace.Withtheincreasingofnumberofsect