基于航迹聚类的终端区进场程序管制适用性分析

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1、第45卷第1期2013年2月南京航JournalofNanjing空航天大学学报V01．45UniversityofAeronautics&AstronauticsFeb．No．12013基于航迹聚类的终端区进场程序管制适用性分析王超1徐肖豪2王飞2(1．南京航空航天大学民航学院，南京，210016；2．中国民航大学空中交通管理学院，天津，300300)摘要：为了定量评估终端空域的空中交通管制服务水平，提出了描述进场飞行程序管制适用性的新概念。在对实际运行航迹数据特征分析的基础上，建立了基于对应雷达轨迹点逆向比对方法的航迹间相似性测度模型。应用层次聚类法对

2、航迹数据集进行了聚类分析，提出了根据航迹聚类集构造平均航速的方法。通过比较平均航迹和标准进场程序，建立了描述管制适用性的3个量化指标及其算法，包括：纵向偏离度、侧向偏离度和非常规航迹比例等。实例分析表明：以上指标能准确表示进场飞行程序提供空中交通管制服务的水平，并可以根据聚类结果来改进现有进场飞行程序结构。关键词：空中交通管理；进场程序；管制适应性；层次聚类中图分类号：V355文献标志码：A文章编号：1005-2615(2013)01—0130-10ATCServiceabilityAnalysisofTerminalArrivalProceduresUs

3、ingTrajectoryClusteringWangCha01。XuXiaohao2，WangFei2(1．CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China；2．CollegeofAirTrafficManagement，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin，300300，China)Abstract：Inordertoobtainquantitativeevaluationofairtra

4、fficcontrol(ATC)servicelevelinterminalairspace，anovelconceptisproposedtodescribeATCserviceabilityofcurrentterminalarrivalproce—dures．Basedonthecharacteristicsanalysisofrealflighttrajectoriesdata，aflighttrajectorysimilaritymodelisestablishedbyantidromiccomparisonbetweencorrespondin

5、gradartracks．Trajectoriesareclusteredthroughhierarchicalclusteringmethod．AccordingtOeachtrajectorycluster，ameanflighttrajectoryisconstructed．Threemetricsanditsalgorithmsaresetupthroughcomparisonbetweenthemeantrajectoryanditsstandardarrivalroute．TheseATCserviceabilitymetricsinclude

6、longitudinalde—viation，1ateraldeviationandoutliersrate．Applicationresultsshowthatthesemetricsareabletoindi—cateaccuratelytheATCservicelevelofarrivalprocedures，andtrajectoriesclusteringresultscouldbeusedtoimprovethecurrentarrivalproceduresstructure．Keywords：airtrafficmanagement(APC

7、)；arrivalprocedure；ATCserviceability；hierarchicalclustering终端区飞行程序不仅是机场建设与运行和空域规划管理的基础，同时也是空中交通管制有效实施、空域环境保护的重要影响因素。终端区飞行程序的管制适用性是指在终端区不同交通流量、管制负荷的条件下，某一条(或若干条)飞行程序为进场航空器提供安全、有效的排序与引导服务的能力。基金项目收稿日期通信作者目前飞行程序的分析与检验方法主要有3类：专家经验的判断[1≈]，基于仿真模型的分析与评估[3喝]和试飞检验[6。]。其中：专家经验判断是依据国际民航组织(ICA

8、O)的Doc8168[8]规范并结合实际运行经验来进行定性分析，缺