基于灰色关联聚类的空中交通复杂度评估方法_谢华.pdf

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1、第卷第期航空计算技术年月基于灰色关联聚类的空中交通复杂度评估方法谢华、丛玮、刘思峰，胡明华南京航空航天大学民航学院，江苏南京南京航空航天大学经济与管理学院，江苏南京摘要一：为了准确评价空中交通态势的复杂程度进行有效的空中交通管理提出了种空中交通复杂度评估方法。在已有的理论研究成果及实际运行经验的基础上了定义明确、可定量分析的基础空中交通指标集，归纳使用，灰色关联聚类方法对指标集进行聚类分析利用信息熵理论对聚类指标求解权重加权求和获得空中交通复杂度。一维度指标描述空中交通运行态势的弊端能更好地体现空中交通复杂度方法弥补

2、了目前使用单。，关键词：空中交通；复杂度指标灰色关联聚类中图分类号文献标识码文章编号乂，’’；，：，，：；；；引言‘对微观的交通动态特性有所展现。保持空域资源与空中交通运行水平的动态平衡是当前在空中交通管理中使用的最为普及的交通指空中交通管理的重要内容为达成这一，目标，选取合适标是航空器架次，究其原因，该指标具有直观意义强、进行数值预测等优点一的量化表征空中交通繁忙程度的指标显得尤为重要。但这，使用简便、可指标忽视如果这一指标选取得当，将为空中交通的有效调配起了交通态势的微观特性单纯将航空器个体化处到辅助支撑作用。理

3、，因此，有必要寻找比航空器架次指标更准确表征交一该指标的选取需要满足以下三个条件：是能切通运行水平及繁忙程度的指标。实反映空域可容纳交通流水平的高低一，二是能体现交复杂度作为衡量空中交通运行状态和水平的个通流的繁忙程度，三是可作为衔接空域容量与空中交综合性指标，近年来成为空中交通管理领域的研究热通运行水平的媒介。除此之外，该指标还应具备两方点。其特点是所蕴含的交通运行特征更为全面，不仅一一方面空中交通的调配需要具备定的前探考虑航空器对交通流量在数量上的贡献面性质：，还考虑了航一方面性，空中空器的自身微观特性对交通运行

4、的影响以及航空器之，因此该指标应相应具备可预测性；另交通的繁忙程度既应体现宏观的交通量的大小，也应间的相互关系对空中交通态势的影响。因此，有望成收稿日期修订日期基金项目国家科技支撑计划项目资助中国民航科技项目资助：（作者简介：谢华（男湖南涟源人，讲师，博士研究生主要研究方向为空中交通管理。?.10航空计算技术第卷第期为替代航空器架次的优选指标。中交通复杂度指标值。建立基础指标集复杂度指标发展历程在对基础指标进行结构性归纳的过程中，考虑到在复杂度的研究中目前已有丰富的与交通运行复杂性相关的基础指标，，国内外学者从多个角

5、度探索可以从中选取合适的能够定量描述交通运行态势的指表征空中交通运行特性的指标，提出了管制复杂性、空域复杂性（标，以归纳反映交通运打态势多维特性的基础指标集。、扇区复杂性（、动态交通特征指标通过航器总体的时空分布、个体密度（，、交通复杂性（的机动变化、航空器之间的冲突扰动三方面来对交通运行特性进行归纳。其中时空分布类指标包括航空器、认知复杂性（等多个概念和评估方法，这些名称概念的数量、交通流的股数、交通流的疏密等；机动变化类指标包括航空器的爬升、下降、平飞态势，以及航向、速和评估方法大多以其考虑的复杂性特性因素来定义

6、’归纳起来主要是三个方面一是考虑空域结构的复杂度、高度的改变等；冲突扰动类指标主要选取航空器对，”性二间彼此构成冲突趋的指标。交通基础指标集的、是考虑交通本身的复杂性、三是从管制员的角度，层次结构如图所示。提出的认知复杂性。这些复杂性的计算依赖大量的空域和交通基础数—通征据或指标丨。近年来，欧控实验中心（丨“”以复杂性与容量丨时空分布类指标机动变化类指标冲突扰动类类指标，项目为背景综述了复杂性研究的、航空器数量欣升下降平飞航空器预计冷突次数斗士仆六山川。人六相关文献，发现过在研究已提出了个与交通付碑行里程航空器数量最

7、小冲突预计时间相关水数的基础指标。并仍有大量研究不断提出新的瞬时密度航向速度高度碰撞风险指数复杂性决定因素并构造新的指标一，尽管这做法增加高度层飞行流量改变的航空器数量相对距离在阈值平均飞行间隔航空器对数量了对交通运行特性的描述指标但以上指标之间逐渐出现意义重叠、内涵穿插的情况，并没有增加描述交通图交通指标集架构运行的有效维度。在发掘各种交通运打特性的基础指标的同时，也指标让人们重新考虑如何才能在这些基础指标的基础上建首先运用实际交通数据来分析基础指标的数值变立更加具有应用意义的复杂度指标。考虑到在结构化规律，并采用

8、关联聚类的方法对基础指标集进行聚类，以达删除同類、精炼指标集合的目的，也为下同作用与影响，在获取的交通运行数据足够完备时是一步复杂度指标的计算减少其所需计算的基础指标能够涵盖空域结构因素与管制因素对交通的内在影响的。因此，本文认为前已有的研工作已具备了构，，受空管自动化系统数据输出条件的制约，飞机位个综合反映交行状态指基础条件，采用置賴赚据质量