基于内禀属性的扇区复杂性评估

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1、基于内禀属性的扇区复杂性评估徐肖豪，黄宝军，舒勤(中国民航大学空中交通管理学院，天津300300)摘要：为了定量描述空域扇区的复杂性，引入交通内禀性概念，通过计算扇区内航空器间的逼近时间、侵略函数、关系矩阵、相关度函数，建立扇区的复杂性测度模型；并通过仿真算例。对扇区复杂度影响因素进行了分析。研究结果表明：复杂性值大小反映了扇区内飞机数量及汇聚、分散程度．复杂性值曲线拐点数量反映了扇区交通有序／无序程度，复杂性值曲线突变反映了扇区交通数量变化情况．可为管制员的监视和冲突解脱方案选择提供一定支持．关键词：扇区评估；复杂性；内禀性；侵略函

2、数；关系矩阵中图分类号：V355．1文献标志码：A文章编号：1674—5590(2叭3)02—0022—07SectorcomplexityeValuationbasedonintrinsicattributesxUXi∞一h∞，HUANGB∞—jun．sHUQtn(co如酽可A打7k缸M凹tn酽榭n￡，酣uc，n咖流300300，劬inn)Abstract：InorderIodescribethecomplexifyofairspacesectorinquantitatively，weintroducedintrinsicconce

3、ptoffhen-ansport．throughtheealcula“onapproxjmation“me，aggressjvefbnction，relationmatrix，eo兀芑1ationfunctionoftheaircraftsector，thenestablishedthesectorcomplexitymeasuremodel；andthmu曲simulationexample，analyzedinnuencefactorsofcomplexityinthesector．Researchresultsshowthat：

4、thecomplexityvaluerenectsthesectoraircraftnumberanddi印ersionorconve曙encedegree，complexityvaluecuⅣeinflexionnumberrenectsthesectortransportationordere洲isordereddegree，complexityValuecurVemutationsreneclthesectortramcnumberchanges，atlastprovidingcertainsupportfbrATCsunrei

5、llanceandconnictresolutionop“ons．Keywords：sectorevaluation；complexily；intrinsic；aggressivefunction；mlationmatrix当今，航空器的发展和航行技术的提高，带领着空中交通朝着高速、快捷的交通方式发展，也使得飞行流量迅速增长，管制调配难度不断增大。因此，基于复杂性理论，对空中交通复杂程度进行客观评估，从而为扇区规划、工作负荷评估等提供有效依据。在以往的将空中交通与复杂性相结合的研究中，提出了许多新的方法，如动态密度、遗传算法等方法【1

6、_3】。这些方法多偏重于机群数量来描述管制员的管制负荷，而弱化了空中交通的内部结构，然而在实际的扇区中航路数量、航路交叉角度、飞机的有／无序性、飞机数量等因素综合影响着扇区的整体复杂性。从内禀性方面研究空中交通复杂性，Delahave首先提出这一概念㈣，并且分别从拓扑熵和动态系统的角度对复杂性进行了计算比较【6]；国内南京航空航天大学的张进在Delahave分析的基础上

7、7】，通过时间分析，建立了复杂性测度模型。然而，Delahaye的分析计算多偏重于时间序列，对于实际空域，飞行的规模远达不到时间序列分析的数量规模；张进的基于迫近时间

8、的建模考虑的是有碰撞冲突的交通流，且仅是二维空域两条航路的交通流，而在实际的扇区空域中存在高度层穿越，汇聚的航空器并不一定发生冲突。本文在Delahave内禀性概念的基础上，借鉴张进的基于迫近时间关系的复杂性建模，对三维扇区空间的具体冲突因素进行了分析，建立了三维扇区的复杂收稿日期：2012一05一04：修回日期：2012一08一10基金项目：国家自然科学基金项目(61039001)；国家科技支撑计划项目(201lBAH24808)作者简介：徐肖豪(1949一)，男，浙江金华人，教授，博士，研究方向为空中交通管理．第31卷第2期徐肖豪

9、，黄宝军，舒勤：基于内禀属性的扇区复杂性评估一23一性测度模型。通过复杂性图中复杂性值大小及变化情况，可反映空中交通态势的复杂性及有序／无序程度，从而为进一步管制员工作负荷客观测度，以及冲突解脱方案的选择等提供支持j1影