終端空域規劃若干關鍵問題研究

《終端空域規劃若干關鍵問題研究》是依託南京航空航天大學，由張明擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：終端空域規劃若干關鍵問題研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：張明
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

隨著航空運輸業的迅猛發展，空中交通流量不斷增加，科學合理地使用有限的空域資源以滿足日益增長的空中交通需求是空域管理者和研究者面臨的緊迫問題。終端空域是整個空中交通的樞紐，面臨的交通需求矛盾更加突出。先進的空域規劃理論和模型是解決終端空域資源和管制資源有效配置的重要理論。該理論的研究對保障飛行安全、減輕管制員工作負荷、理順空中交通流量意義重大。在樣本局部數據異樣條件下清洗數據以獲取準確的預測結果，在進離場航路分離管制條件下依據扇區規劃的原則建立三維進離場功能性扇區規劃模型，在空域飛行流量時變條件下挖掘出合理的每日扇區時間和空間動態分布規則，建立改進的可拓評價模型以評估空域規劃方案是終端空域規劃研究亟待解決的關鍵性問題。解決這些問題，對促進空域規劃理論研究的發展和完善具有重要的學術意義，並將有助於我國民航管理部門合理分配和使用終端空域資源和空中交通管制資源，因此也具有重要套用前景。

結題摘要

本課題圍繞終端空域規劃研究亟待解決的四個關鍵性科學問題進行了研究：在樣本局部數據異樣條件下清洗數據以獲取準確的預測結果，在進離場航路分離管制條件下依據扇區規劃的原則建立三維進離場功能性扇區規劃模型，在空域飛行流量時變條件下挖掘出合理的每日扇區時間和空間動態分布規則，建立改進的可拓評價模型以評估空域規劃方案。首先，本課題針對空中交通流量受到短期複雜隨機因素的干擾，雷達樣本預測數據會出現局部數據異樣的問題，提出了基於神經網路集成的終端空域短期預測，從預測的數據著手，通過建立智慧型的數據聚類和自適應的神經網路集成預測模型，在清除部分異樣數據的基礎上，獲取準確的交通流預測結果。其次，本課題基於空域扇區規劃的基本原則提出了進離場分離管制條件下的功能性扇區規劃模型，有效實施終端空域扇區的功能性定量規劃。再次，動態扇區規劃是為保證管制員安全管制，在飛行流量變化條件下對扇區結構進行的動態調整方法。該規劃方法具有提高空域資源和管制資源利用效率的優勢。但是，以往規劃多採用依賴專家經驗的模糊邏輯等方法，使得規劃存在不確定性。因此，本研究以相關管制規則為指導，在空域容量約束下，通過對空域運行的歷史數據挖掘，獲取動態扇區規劃的規則，並建立日飛行流量變化條件下的動態扇區規劃模型。最後，以往的空域規劃方案評估多採用專家定性方法獲取規劃結果，可拓綜合評價模型是一種定性和定量相結合的綜合評價模型，它的最大優點在於能夠較好地將專家定性的思維過程轉化為定量的數學描述，從而提高評估的準確性。但是，該模型某些評價指標數據常常超出節域，使評價模型的使用存在局限。因此，本課題在考慮專家定性評價的基礎上，借鑑灰色關聯分析的分辨係數設定，建立了改進的可拓安全管制評價模型。本課題部分理論和方法已在上海終端管制中心以及國家空管委相關研究中得以運用，取得了良好的套用效果，相關成果獲得了中國航空學會科技進步獎勵。該研究對保障飛行安全、減輕管制員工作負荷、理順空中交通流量意義重大。