终端区进离场航线网络的生成算法及应用研究

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1、硕士学位论文终端区进离场航线网络的生成算法及应用研究研究生姓名：张旭红导师姓名：王超副教授2015年5月8日分类号：V355密级：公开UDC：656.7学号：1203026中国民航大学硕士学位论文终端区进离场航线网络的生成算法及应用研究研究生姓名：张旭红导师姓名：王超副教授申请学位类别：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5月8日2015年5月8日ResearchoftheGenerationAlgorithmandApplicationofTerminalArrivalandDepartureRouteNetworkADi

2、ssertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZHANGXu-hongSupervisedbyAssociateProfessorWangChaoCollegeofAirTrafficManagementCivilAviationUniversityofChina8th,May2015中国民航大学学位论文独创性声明本人声明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，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方

3、外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，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。研究生签名：红Ｂ期：２〇碑５目８白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Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。．本人电子文档的内容和纸质论文的内＾容相致，，可。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅＾公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括

4、刊登）授权中国民航大学研究生部办理。研巧生蒋名：导师签名日期：如如曰８日中国民航大学硕士学位论文摘要终端区进离场航线网络在降低终端空域运行复杂度，实现飞行的安全、经济和高效方面发挥重要作用。为了提高终端区进离场航线网络的生成效率及自动化程度，避免航线设计过分依赖设计人员的技术水平，进行进离场航线网络自动生成算法研究，使设计方案更加科学合理。首先总结分析终端区进离场航线的特点，基于进场航线汇聚交通流和离场航线分离交通流的特点提出进离场航线设计的3条原则；接下来将终端区进离场航线网络生成分为进离场点选址和进离场航线生成两个核心内容并分别展开深入研究。在进离场点选址问题中，借

5、鉴离散设施选址问题构造流量需求点集和备选进离场点集。首先基于进场航班排队理论建立流量需求点计算模型，然后建立以航空器飞行总里程和选址安全水平为优化目标，以流量匹配和布局间隔为约束的多目标规划模型，最后利用免疫算法求解该模型。在进离场航线生成问题中，从网络拓扑结构角度开展进离场航线网络建模与设计。首先建立以终端区容量、航线长度和航线梯度为优化目标，满足航段越障、航线避障、航段可飞性、航线交叉点垂直间隔和航线汇聚点距离等约束的规划模型，然后构造基于限制区凸多边形的MAKLINK图，采用Dijkstra算法搜索一条经过MAKLINK线中点的初始航线，利用蚁群算法进行水平航路点和垂直梯

6、度搜索得到优化航线，同时确定容量目标最优的汇聚点位置，完成含进场航线汇聚点和离场航线分离点的进离场航线网络生成。以西安终端区咸阳机场05L跑道运行构型为例，应用MATLAB软件进行仿真试验。算例结果表明，得到的进离场点组合和位置布局与实际终端区匹配，选址过程能够自动确定进离场点的绝对位置和相对位置；得到的进离场航线网络其汇聚点位置和间距合理，满足各约束条件且目标值较优。免疫算法和蚁群算法运行稳定，收敛较快。关键词：空域规划；进离场航线；网络生成；进离场点；优化选址；蚁群算法；免疫算法I中国民航大学硕士学位论文AbstractThearrivalanddepartureroute

7、networkcanhelptoreducethecomplexityoftheterminalairspaceoperationandadvantagestheimprovementofflightsafety,economyandefficiency.Toimprovetheefficiencyandautomationofroutenetworkgenerationalgorithm,andtogetapracticalresultoftheroutenetworkinterminal