基于SPN的近距平行跑道容量建模与分析

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1、第32卷第2期2014年4月中国民航大学学报JOURNALOFCIVILAVIA。ⅡONUNIVERSITYOFCIⅡNAV01．32No．2April2014基于SPN的近距平行跑道容量建模与分析王洁宁a，“，徐宁霞8，姜高扬“(中国民航大学a．空中交通管理研究基地；b．天津市空管运行规划与安全技术重点实验室，天津300300)摘要：跑道理论容量计算是机场容量评估的一项重要内容。传统方法是针对跑道实际运行情况建立特定的数学模型进行粗略计算，本研究则采用随机Petri网(stochasticPetrinet，SP

2、N)建立通用的近距平行跑道运行模型。通过同构马尔科夫链，建立系统稳态概率表达式，进而建立跑道容量数学模型。在此基础之上，将跑道容量的影响因素映射成相应变迁的激发率，通过对激发率的调整，实现了不同条件下交替起降近距平行跑道容量的计算与分析。与传统方法相比，该方法所建模型可复用性强，参数调整更为灵活．为跑道理论容量的计算与分析提供了新的解决方案。关键词：随机Petri网；跑道容量；近距平行跑道；马尔科夫链；稳态概率中图分类号：TB24；V351．11文献标志码：A文章编号：1674—5590(2014)02—0016

3、—07CapacitymodelingandanalysisofcloselyspacedparallelrunwaysbasedonSPNWANGJie—ni蟮一，XUNing-xia“，JIANGGao一删(a4irrroj弘ManagementResearchBase；b．ATMoperationPlanningandSafetyTechniquesKeyLabofTianjin，CAUC，Tianjin300300，China)Abstract：Runwaycapacityplaysanimportant

4、roleinairportcapacityassessment．Traditionalmethodsfocusonspecialroughmathematicalmodelbuildingaccordingtorunwayoperationalcases．AnovelassessmentmodelforcloselyparallelrunwaycapacityisproposedbasedonstochasticPetrinet(SPN)．Firstly，anSPNmodelisbuilttodepictthea

5、ssessmentprocess．Secondly，thehomogeneousMarkovchainisinducedandsystemsteady-stateprobabilityisestablishedinaccordancewithSPNmodel．Thenaconsequencerepresentationforagivenrunwayoperationisattainedtoassessrunwaycapacityindifferentsituations．Concretely，theinfluen

6、cialfactorsofrunwaycapacityaremappedintocorrespondingtransitionfiringrates．Comparedwithtraditionalmethods，thisonehasahighreusabilityinmodelandmoreflexibilityinparameteradjustment，whichcanbeseenasanewsolutionforrunwaycapacitycalculationandanalysis．Keywords：sto

7、chasticPetrinet；runwaycapacity；closelyspacedparallelrunways；Markovchain；steady—stateprobability跑道理论容量对机场规划以及发展具有重要的意义【1-3]。近年，近距平行跑道的容量评估逐渐成为研究热点，其中文献【4]描述了近距跑道在一起一降模式下的数学模型，文献[5]使用时问空间模型建立了近距跑道的理论容量模型，但这些研究都是针对具体的情况建立特定的模型，所建模型的可复用性不强，且缺乏对随机因素的考虑。本文通过随机Petri

8、网建立近距跑道的容量模型，将跑道容量的影响因素转化为相应变迁的激发率，通过调整变迁激发率得到不同情况下的跑道容量及变化规律。据经验和资料分析M，当起降航班比为1：1、进离场航空器按照降、起交替运行时，能最大可能地避免尾流影响，近距跑道容量可达到最大值，因此本文主要对交替起降模式下的近距平行跑道容量进行计算和分析。1随机Petri网模型分析交替运行近距跑道模型可以抽象成一个