考虑空域时空特性的动态多跑道使用策略优化方法

作     者：朱承元 白锴迪 赵志刚 ZHU Chengyuan;Bai Kaidi;ZHAO Zhigang

作者机构：中国民航大学空中交通管理学院天津300300 

基　　金：国家自然科学基金项目(U1833103、62173332) 中央高校基本科研业务费项目(3122017068)资助 

出 版 物：《交通信息与安全》 (Journal of Transport Information and Safety)

年 卷 期：2024年第42卷第1期

页      码：94-104页

摘      要：多跑道机场飞行区运行效率低下会导致空域-跑道系统容流供需失衡,进而造成终端区空域交通拥堵、航班延误现象频发。为提升多跑道机场终端区运行效率,借助全空域与机场模型软件(total airspace and airport modeler,TAAM)建立空域仿真模型,针对不同运行模式动态转换下对终端区交通流走向、扇区开合等空域时空特性的影响进行分析,提出1种考虑不同运行时段内终端区机场走廊口流量配比和进离港流量分布的动态多跑道使用策略优化方法。首先,使用TAAM综合考虑不同跑道运行模式下各扇区内航班流量、高度变更、移交协调及冲突解脱对管制负荷的影响,拟合得出不同跑道运行模式下基于当量航空器架次的各扇区管制负荷函数。以终端区内航班平均飞行时间、平均延误时间及管制员工作负荷为优化目标,建立了跑道使用策略优化模型。设计了1种基于航空器基本性能数据库(the base aircraft data,BADA)的多目标非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),并结合机场实际运行条件在无运行限制、运行方向限制、运行模式限制等5种场景下进行仿真计算。对各场景Pareto最优解集进行评价得出不同场景下最优跑道使用策略,并使用TAAM进行仿真对比验证。结果表明:无运行限制和运行方向限制相较于单一跑道运行模式的航班服务效率提升10.15%,5.01%;管制员工作负荷减少3.91%,3.4%;延误时间减少28.86%,19.46%。

主 题 词：航空运输 空中交通管制 跑道使用策略 NSGA-II TAAM 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 

D　O　I：10.3963/j.jssn.1674-4861.2024.01.011

馆 藏 号：203128014...