探索機場終端區(qū)協(xié)同流量管理關(guān)鍵技術(shù)研究

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1、南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文機場終端區(qū)協(xié)同流量管理關(guān)鍵技術(shù)研究姓名：張洪海申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：交通信息工程及控制指導(dǎo)教師：胡明華200909南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文摘要航空運輸業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，勢必引起空中交通流量迅速增長，空中交通需求的急劇增加與容量供給相對縮小之間的矛盾將日益突出，空域管理者和使用者之間的矛盾也將愈演愈烈，運行流量管理協(xié)同決策機制是構(gòu)建我國和諧空管的迫切需要。機場終端區(qū)作為我國空管的瓶頸，研究相應(yīng)的協(xié)同流量管理關(guān)鍵技術(shù)的重要意義不言而喻。論文全面分析了國內(nèi)外協(xié)同流量管理的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及其最新研究成果；深入剖析了機場終端區(qū)協(xié)同流量管理的相關(guān)理論基礎(chǔ)、

2、經(jīng)典方法以及主要研究成果；系統(tǒng)論述了機場終端區(qū)協(xié)同流量管理的主要研究內(nèi)容、關(guān)鍵問題和未來的研究方向。研究了機場終端區(qū)交通供需平衡問題，提出了協(xié)同容流調(diào)配理念，建立了基于多元受限的單機場和多機場終端區(qū)協(xié)同容流調(diào)配模型。從大多數(shù)機場進離場相關(guān)的實際情況出發(fā)，基于進離場容量相互轉(zhuǎn)化和系統(tǒng)容量動態(tài)變化，建立協(xié)同容流調(diào)配優(yōu)化模型。算例仿真結(jié)果表明，模型可以在協(xié)同最優(yōu)化容量與流量的同時兼顧航空公司利益，增加容流調(diào)配的實效性、靈活性和自主性，使之更趨合理。研究了協(xié)同地面延誤程序(CDMGDP)時隙分配問題，提出了基于有效性、功效性和公平性(3E)的CDMGDP時隙分配優(yōu)化方法，建立了相應(yīng)的量化評

3、價指標(biāo)。根據(jù)CDM原理，按照我國社會的資源分配原則，通過考慮技術(shù)有效性、總體功效性和合理公平性，建立了基于3E的CDMGDP時隙分配單目標(biāo)和多目標(biāo)優(yōu)化模型，模型可以在充分利用受限資源的前提下，實現(xiàn)時隙分配的最優(yōu)性和延誤分?jǐn)偟木庑?。通過考慮機場容量的動態(tài)性和進離場航班的相關(guān)性，拓展深化研究了CDMGDP時隙分配問題，提出了協(xié)同進離場地面延誤程序(CDMADGDP)和多機場協(xié)同地面延誤程序(CDMMAGDP)，分別建立了基于3E的進離場容量與時隙協(xié)同配置模型，實現(xiàn)了容量與時隙的合理、有效配置。研究了協(xié)同地面延誤程序(CDMGDP)時隙交換問題，提出了基于MAS協(xié)調(diào)的CDMGDP時隙動

4、態(tài)交易機制與策略。借鑒SCS時隙交易機制和市場機制，提出了有條件式時隙拍賣機制，采用單邊付款的形式實現(xiàn)交易過程，并以效用表示航空公司的自主決策，建立了基于BDI的AOCAgent協(xié)調(diào)交易推理策略，提高了CDMGDP時隙交換的自主性、協(xié)同性和適用性。針對“一對一”簡單交換和“多對多”復(fù)雜交換問題，分別給出了相應(yīng)的M_AS協(xié)調(diào)交易模型。研究了航班調(diào)度問題(ASP)，提出了協(xié)同航班調(diào)度策略，建立了基于優(yōu)先權(quán)和基于多準(zhǔn)則的協(xié)同航班調(diào)度模型?；趦?yōu)先權(quán)的協(xié)同航班調(diào)度模型，集成了空管、機場和航空公司等因素，通過引入航班優(yōu)先級轉(zhuǎn)移航班之間的延誤，實現(xiàn)了航空公司的內(nèi)部自主決策；基于多準(zhǔn)則的協(xié)同航班

5、調(diào)度模型，綜合了空管、機場和航空公司等因素，通過采用安全、效率、公平和負(fù)荷等機場終端區(qū)協(xié)同流量管理關(guān)鍵技術(shù)研究多準(zhǔn)則，在確保安全的條件下，最大限度地降低了延誤，并使延誤在航空公司之間均攤，同時又兼顧了管制工作負(fù)荷。研究了協(xié)同流量管理系統(tǒng)，概要提出了適合我國的協(xié)同流量管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和總體構(gòu)架；結(jié)合本論文研究的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用MAS方法，初步設(shè)計了終端區(qū)協(xié)同流量管理系統(tǒng)，為下一步的研發(fā)提供借鑒與支持。最后，總結(jié)了本論文的主要研究成果，并展望以后的研究方向。本論文的研究不僅完善了機場終端區(qū)流量管理理論與方法，而且對決策者在實際中的應(yīng)用也具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：協(xié)同流量管理，容流調(diào)配

6、，時隙分配，時隙交換，航班調(diào)度，機場終端區(qū)Ⅱ南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文ABSTRACTWithincreasinglydevelopmentofairtransportindustry,itisboundtocauserapidgrowthofairtrafficflow；itwillhighlightthecontradictionbetweenthesharpincreaseofdemandandtherelativelydecreaseofsupply,aswellasthecontradictionbetweenairspacemanagersanditsuse巧．Sor

7、unningCDMmechanismsinATFMisanecessityforbuildingharmoniousATMinChina．SinceairportterminalareaisthebottleneckofATM，theimportancetoresearchkeytechnologiesinCDMisself-evident．Inthisdissertation,thestatusquo，developmenttrendandthelatestrese