《基於混雜系統建模的動態空域交通規劃與仿真研究》是依託北京工業大學，由陳陽舟擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於混雜系統建模的動態空域交通規劃與仿真研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：陳陽舟
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
扇區劃分是空中交通管理的一項重要工作,它直接影響到空域容量和安全性。基於混雜系統建模的方法研究空域交通規劃與管理是申請課題的主要特色，研究內容包括：.1．將我國空域格線化分解，每個格線看作是空域的基本構成單元。格線之間的不同組合方式構成了空域扇區的不同劃設方法。.2．結合現有的空中交通管制員工作負荷建模方法和實際一天中的空中交通量，利用可視化技術仿真得到每個格線的管制工作負荷。這是一個和系統空間、時間有關的混雜動態過程。通過分析辨識空域系統的交通擁塞周期，設定扇區邊界動態劃設的調整周期。在每個調整周期內採用自適應動態規划算法進行聚類分析，最優分配格線生成新的空域扇區結構。.3．針對華北終端管制空域設計空域靈活規劃使用建議程式，開發適用於我國空域規劃的決策支持系統。
結題摘要
有限的空域資源和日益增長的空中交通需求之間的矛盾要求科學合理地動態配置空域，以增加空域容量來減少航班延誤並保證交通安全。本項目的研究工作從整個空中交通系統層面開始，針對空中交通中的航空器連續航行過程與離散的管制員管制過程相互交織的混雜特性，運用混雜系統理論對交通網路進行分析和建模，進而深入分析空域複雜性因素與管制員管制動作之間的量化關係，提出一種基於空域複雜性因素的管制員工作負荷度量算法來計算管制員工作負荷，並將工作負荷均衡標準作為空域配置的標準和依據。然後，依據扇區動態劃分的要求對空域信息進行了完備的提取，利用網路拓撲理論對空域建立加權圖模型，在此基礎上提出一系列加權圖劃分方法來實現空域扇區的動態配置，包括改進的遺傳算法、一般加權圖算法、負荷平衡算法等。實驗結果表明，課題提出的扇區劃分方法不僅均衡了各扇區的管制員工作負荷，保證了管制安全，而且很大程度上減少了管制員的協作負荷，獲得了較穩定的扇區結構，滿足扇區動態劃分的要求。最後，以地圖化組件MapX為基礎，在Vc++6.0和Matlab平台上構建了空中交通仿真系統。該系統可以載入實際的空域靜態結構信息，進行航班調度配置和管制動作設定，可實現對實際空中交通網路的動態仿真、管制員工作負荷線上度量及空域扇區動態劃分等。基於該仿真平台以華北地區空域為例進行了實例仿真，仿真結果能夠為實際中的空中交通系統性能分析和決策提供參考依據。
