机场地面等待策略及优化研究

关于机场地面等待问题的ppt

机场地面等待策略及优化 研究学号：111526 姓名： 尹文杰

关于机场地面等待问题的ppt

讲解目录1.所看论文的研究的意义 2.要解决的问题 3.国内外研究现状 4.解决问题所建立的模型和算法 5.模型算法的仿真 6.结论

关于机场地面等待问题的ppt

一 研究的意义 机场地面等待策略的实质是把空中等待变为地面等 待，从而减少空中交通流量。它通过建立数学模型， 把因“瓶颈”产生的交通拥挤分散到起飞机场，把空 中等待变为机场的地面等待，不但可以提高交通安全 系数，还可以节约大量的飞行成本。地面等待策略变 “无序”的流量为“有序”的流量，可以增加空中交 通流量，减少航班延误。因此研究机场地面等待策略 具有十分重要的意义。 本论文系统分析了机场地面等待策略问题，在借鉴 己有研究成果的基础上，建立了适合我国民航实际情 况的机场地面等待策略模型，提出了基于航班优先级 的求解算法，对模型进行了仿真，验证模型在优化机 场起降容量方面的效用，并应用模型解决航班延误问 题。

关于机场地面等待问题的ppt

二 要解决的问题 随着我国民航事业迅猛的发展，空中交通流量增 长较快，现有的空域结构、网络布局、通信导航设备 等难以适应空中交通流量的快速增长，拥挤现象不断 产生。一些地区出现了较为频繁的飞行冲突和大面积 的航班延误，造成某些空域管制中心管制能力无法应 付的局面，给空中交通安全带来了隐患。 所以要解决空中交通流量持续增加而引发的空中交 通拥挤和大面积的航班延误问题

关于机场地面等待问题的ppt

三 国内外研究现状

关于机场地面等待问题的ppt

在单机场地面等待问题研究的基础上，1991年PeterB.varana:, DimitriS和Amede。R.od。ni研究了静态多机场地面等待问题。 1992年，他们又研究了多机场的动态地面等待问题，探讨了地 面等待策略的实时性问题。1995年，DimitriSBertsilnas和 SarahStockPaterson又把受限元扩展到了航路上，使这个理论 更趋完善美国已经把地面等待策略用于实际的空中交通流量管 理并取得了很好的效果 与欧美各国相比，我国空中交通流量管理研究的起步较晚。 1997年，段和明在分析我国流量管理中存在的主要问题的基础 上，提出建立中央数据库，集成各类空管数据，并建立我国的 国家流量管理系统。同年，南京航空航天大学徐肖豪开展的 “空中交通流模型及流量管理方法研究”得到了国家自然科学 基金的资助。在1999年重新修订的《中国民用航空空中交通管 理规则》中，明确提出在我国实施流量管理(该规则中称为“飞 行流量管理”)的组织机构和管理原则。

关于机场地面等待问题的ppt

1995年陈爱民对单机场地面等待问题模型的进行了研究，建立 了确定型多元受限地面等待策略问题的数学模型，提出了一个

以 人工智能方法为基础的算法，初步探讨了随机性多元受限地面等 待策略问题，并结合我国广州区域的流量管理现状，以确定型多 元受限地面等待策略为基础，开发出一套广州区域流量管理系统 软件。 1997年，钱爱东基于多机场地面等待理论研究了多机场受限的 地面等待策略模型和方法。给出了确定型多机场地面等待策略问 题的整数规划数学模型，提出了一种启发式算法。 1998年李宝民等针对单机场的起降流量优化管理问题，提出了 两种线性规划模型。 1999年，李月一阳为解决单机场地面等待策略问题，分别提出 了相互独立和相互关联起飞/降落的简单和复杂动态模型规划算 法。 2000年，朱晶波在确定型多机场地面等待问题的基础上研究了 航班时刻优化的理论方法，建立了多元受限航班时刻优化模型， 提出了相应的“前推/后推”启发式算法。

关于机场地面等待问题的ppt

四 单机场地面等待策略模型和算法 单机场地面等待策略问题 按照机场容量的性质主要 分为两类:确定容量条件下的单机场地面等待策略问题 和随机容量下单机场地面等待策略问题。考虑到实际 情况中机场的容量都是已知的，本文主要研究确定容 量的单机场地面等待策略模型，在现有模型的基础上 提出单机场地面等待策略的修正模型，并提出了基于 航班优先级的求解算法。

关于机场地面等待问题的ppt

4.1.相关概念的界定4.1.1航班正常率：航班正常率等于正常航班始发数量与 始发航班数量的比值。 具体的的计算公式如下： 航班正常率(以年或月为周期)=正常航班始发数/始发 航班数 4.1.2航空港的构成 航空港可以划分为飞行区、地面运输区和候机楼3 个大部分。飞行区是飞机运行的区域:地面运输区是车 辆和旅客活动的区域;候机楼是旅客登机的区域，是飞 行区和地面活动区的结合部位。鉴于空港中的很多主 要活动在候机楼中进行，因而把候机楼作为一个独立 的部分，严格说候机楼应该属于地面运输区。各个组 成部分如下图。

关于机场地面等待问题的ppt

关于机场地面等待问题的ppt

4.2现有单机场地面等待策略模型 已知有N架航F1,F2,…,Fn在[0 T]时间内从起飞机场起飞， 着陆于目标机场Z,且各航班在空中飞行的时间为固定值;目标机 场Z由于飞机降落数与机场容量不匹配造成“拥挤”,机场Z是 整个空中交通网络的唯一受限元 将时间间隔[0 T]等分成m个时间片T1、T2,…, Tm ,则容量 确定情况下对应于界Ti(i=1,2,…,m)的机场容量为确定值Ki, (i=1,2,…,m)。其中机场容量定义为指定机场在时间界Ti(i=1, 2,…,m)内最大服务飞机数。 设航班Fi(i=1,2,…,n)预计将在第qi(qi=1,2,…,m)个时间 片内降落，采用地面等待策略进行流量控制后，航班Fi需

要起飞 机场地面等待一段时间才能起飞这样航班只到达目标机场Z的时 间也进行了同样的延迟。 假定实际着陆时间为第pi时间片，显然pi>qi,取等号时，我们认 为航班正点起飞，正点到达，否则航班只在起飞机场地面等待了 pi一qi个时间片由此而造成的地面等待损失为q伴(p,一，,其中 伴为航班Fi的单位时间地面等待损失系数

关于机场地面等待问题的ppt

如果航班Fi在时间T1、T2…Tn任一时间片内都无法降落，则假 定在时间片Tm+1内降落，即假定时间片Tm+1内的机场容量Km+1 为无穷大。 地面等待策略就是在满足机场容量条件下，使得所有航班的总地 面等待损失之和最小，即:

关于机场地面等待问题的ppt

为了把确定型单机场受限地面等待策略用数学规划模型表示出来， 定义如下变量：

关于机场地面等待问题的ppt

关于机场地面等待问题的ppt

关于机场地面等待问题的ppt

4.3修正模型的建立