複雜終端區空域與交通流互適應關係研究

《複雜終端區空域與交通流互適應關係研究》是依託南京航空航天大學，由張洪海擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：複雜終端區空域與交通流互適應關係研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張洪海
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

複雜終端區是空域擁擠、航班延誤、飛行事故多發區域，一體化、智慧型化空中交通管理是科學解決問題的有效途徑。本項目圍繞複雜終端區熱點問題，採用數理分析與仿真模擬方法，進行空域與交通流互適應關係研究，探索空域運行與空中交通之間蘊含的科學問題。首先基於元胞自動機建立複雜終端區交通流微觀模型，基於多智慧型體構建交通仿真平台模擬交通流巨觀特性；採用網路圖論方法建立空域運行網路流模型，量化分析空域運行屬性要素。然後通過人工調整仿真和數理統計分析，闡明空域耦變對交通流特性的影響機理，以及交通流演變對空域運行屬性的影響機理。最后綜合空域與交通流互影響機理，建立空域與交通流多階段互適應機制、關聯屬性匹配映射關係和多屬性寬時域匹配模型，採用協同進化算法最佳化多屬性相匹配關係，運用刺激-反應模型仿真推演空域與交通流互適應共演化行為，揭示複雜終端區交通系統演進規律，為一體化、智慧型化空中交通管理奠定一定理論基礎。

結題摘要

複雜終端區是空域擁擠、航班延誤、飛行事故多發區域，一體化、智慧型化空中交通管理是科學解決問題的有效途徑，探索和揭示空中交通流演變規律是其重要基礎。本課題從終端區交通流統計特性入手，通過構建空中交通流概念框架，明確了空中交通流基本參數內涵，提出了終端區交通流狀態劃分方法，基於實測數據挖掘了複雜終端區交通流基礎時空特性；建立了終端區交通流巨觀元胞傳輸模型和微觀跟馳模型，構建了終端區交通流系統動態模擬平台和基於多智慧型體的航空器群體飛行行為仿真平台，演析了終端區交通系統湧現特徵，建立了空中交通流的速度、密度和流量等基本參量間的關聯關係，發掘了空中交通流蘊含的自由態、暢行態、亞穩態、偽擁塞態和同步態等五個演變相態；提出了基於交通流特徵的空域運行能力評價方法，設計了基於自適應變參法的空域與交通流互影響實驗，構建了多場景下空域與交通流多屬性匹配關係，從交通分布、間隔規則、管制調配、空域網路、空域使用等方面闡明了空域與交通流互適應演化規律。本課題研究成果客觀揭示了複雜終端區交通系統演進規律，完善了空中交通流理論，為空域與流量協同管理提供了新概念、新思路和新方法，為一體化、智慧型化空中交通管理奠定了一定理論基礎。