空域容量评估与预测技术研究

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1、中图分类号：V355：U8论文编号：102870715-B019学科分类号：082303博士学位论文空域容量评估与预测技术研究研究生姓名赵征学科、专业交通信息工程及控制研究方向空中交通系统信息化与智能化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一五年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofInformationScienceandTechnologyResearchonAirspa

2、ceCapacityAssessmentandForecastAThesisinTransportationInformationEngineeringandControlbyZhaoZhengAdvisedbyProf.HuMinghuaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyDecember,2015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

3、。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：2015.12.16南京航空航天大学博士学位论文摘要随着我国空中交通流量的不断增加，科学制定空中交通管制和空中交通流量管理决策的需求与日俱增，空域容量是空中交通管

4、制和空中交通流量管理决策制定的重要依据，在此背景下，迫切需要完善现有空域容量评估方法，且对空域运行容量进行合理预测，以反映运行环境和条件改变下的空域容量变化，为空中交通管制和流量管理决策的制定提供科学依据。本文主要开展空域容量评估与预测技术研究。首先优化现有空域容量评估技术，完善机场和扇区静态容量评估方法和丰富容量评估结果，为容量预测提供更加科学的基准容量；然后，归纳和总结容量预测技术的方法体系，根据我国国情和实际运行需求，深入研究机场终端区和扇区运行容量预测技术，并进行实证研究。本文的研究成果面向

5、我国空中交通管制和飞行流量管理体系建设的实际需求，对于合理利用空域资源，减少不必要的航班延误和保障运行安全，具有实际指导作用。本文主要研究内容和成果如下：(1)机场历史高峰服务能力评估方法。明确和规范了现有历史高峰服务能力评估方法中所用的参数，并采用多指标结合的方法验证历史高峰服务能力评估结果，机场历史高峰服务能力的评估精确化可以为机场容量的预测提供较好的基准。(2)管制员工作负荷与交通流的关联分析。研究管制员工作负荷与扇区交通流的关联，揭示管制员工作负荷与空中交通流的关联特点与内在规律，为管制员工

6、作负荷的测量和扇区容量评估从微观规律出发建立宏观模型提供思路和研究基础。(3)基于管制员工作负荷的扇区容量评估方法。方法综合考虑了扇区内航路/航线结构，交通流时空分布和运行模式，管制员工作负荷与交通流的关联性，建立了扇区时段和瞬时容量与管制员工作负荷的关联，同时分析了扇区内交通流组织与扇区容量的关联，研究成果可为扇区容量预测提供基准信息。(4)强对流天气条件下容量预测方法。基于容量预测的方法分类从空域可用率、最大交通流、WITI、情景分类、管制员工作负荷限制和建模仿真六个方面总结了该领域的研究进展和

7、现状，提出了每种方法的适用范围和优缺点，并就强对流天气条件下容量预测技术研究目前存在的主要问题和亟需改进的方面进行了归纳和总结。(5)多技术融合的机场和扇区容量预测技术。以容量评估结果为基准，在前期容量预测方法技术总结的基础上，针对我国管制运行的实际情况，结合WITI、情景分类、管制员工作负荷限制和建模仿真四种方法的评估特点，研究适合机场终端区容量预测的综合方法，并进行实证研究。论文较系统的建立了空域容量评估和预测的研究思路，研究并丰富了空域容量评估和预测I空域容量评估与预测技术研究的理论和方法，为

8、空中交通管制和流量管理工作的开展提供了有力支撑。关键词：容量评估，容量预测，历史高峰服务架次，管制员工作负荷，天气影响交通指数，天气回避区域，情景分类II南京航空航天大学博士学位论文AbstractAlongwiththeincreasingofairtrafficflow,scientificdecisionsareneededfortheairtrafficcontrolandairtrafficflowmanagement.Airspacecapacityiso