复杂机场终端区空域资源配置关键技术研究

《复杂机场终端区空域资源配置关键技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：V355；U8论文编号：102870715-B003学科分类号：082303博士学位论文复杂机场终端区空域资源配置关键技术研究研究生姓名李印凤学科、专业交通运输规划与管理研究方向自动化空中交通管理理论及实现技术指导教师胡明华教授南京航空航天大学研究生院民航学院二О一四年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofCivilAviationResearchonKeyTechniquesofComplexAirportTerminal

2、AirspaceResourcesAllocationAThesisinTransportationPlanningandManagementbyLiYinFengAdvisedbyProf.HuMinghuaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyDecember,2014承诺书本人声明所呈交的博士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以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

3、究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：2015.09.06南京航空航天大学博士学位论文摘要随着航空运输量的快速增长，终端区作为航空运输网络的关键节点，运行压力逐渐增大，尤其是飞行量较高的繁忙机场终端区，具有进离场航线相互交织、机动空间狭小、航班密度高等复杂性特点，已成为飞行冲突频发、航班延误加剧的“瓶颈”空域单元。以机场

4、终端区为研究对象，开展空域资源配置相关技术研究，能有效降低航班延误程度、提高空域资源利用率，对提升我国空域资源管理水平具有重要意义。本文在综合分析国外内相关研究成果的基础上，从战略空域资源管理的视角，围绕满足终端区战略交通需求的目标，研究了机场终端区空域资源配置若干关键技术和方法，主要研究内容和成果如下：（1）研究了机场终端区容量影响因素分析方法。在综合分析终端区运行特点和容量概念的基础上，定性分析了影响终端区容量的主要因素，选取全国11个典型机场终端区为样本，提取了20个影响因素，对各因素进行了指标化以及量化处理，建立了基于主成分分析的容量影

5、响因素分析方法，分析了单因素的重要性和多因素的相关性，提炼出反映物理容纳能力、交通流分布、航线结构、机型混杂程度四个方面的的主成分；以主成分为变量，使用Q型聚类方法，将11个终端区分成了5类，有利于统筹制定终端区空域资源配置策略。（2）建立了机场终端区容量评估模型，探究了终端区容量影响机理。在分析现有空域容量评估方法特性的基础上，结合航线物理结构、交通流速度、管制间隔、机型配比等因素，建立了基于阻塞流的进场容量评估模型和离场容量评估模型，并以跑道Pareto容量包线为约束，明晰了进离场容量的函数关系，建立了基于阻塞流的终端区极限容量评估模型；以

6、杭州终端区为例，证明了恶劣天气影响下终端区进场容量阶梯状渐变关系，以及不同运行模式下移交间隔变化引起进场容量变化规律；使用因素分析法，研究了移交间隔、机型比例、管制间隔等因素变化对终端区极限容量影响的特点和规律，为开展终端区空域资源配置研究提供了依据。（3）研究了机场终端区战略交通需求预测方法。在综合分析现有典型预测方法适用性的基础上，以机场起降量为预测对象，考虑影响起降量发展的国内生产总值、人口等经济社会因素，以及历史数据的时间序列特点，建立了计量经济预测、BP神经网络预测、灰色数列预测三个独立模型，并使用基于熵权的组合预测方法，对2020年

7、全国机场起降总量进行了预测；以梯减法为主线，结合全国起降总量预测结果，利用指数平滑法预测权重，建立了包含地区、机场群和多机场终端区、单机场的多层级终端区流量战略预测模型，并对2020年前全国各层级机场起降量进行了预测，为终端区容量需求研究奠定了基础。（4）研究了终端区战略容量需求预测方法。结合终端区时空分布特点，以全国各层级起降I复杂机场终端区空域资源配置关键技术研究量预测结果为基础，构建以目标机场为中心的O-D矩阵，建立了基于Fratar模型的终端区航班时刻需求预测方法，以杭州机场为例，对2020年航班时刻需求进行了预测；在论证航班时刻需求泊

8、松分布特性的前提下，建立了机场终端区开环排队网络模型以及容量需求模型，研究了2020年杭州终端区在隔离运行、半混合运行（两起一落）和混合运行三种模式下