大型繁忙機(jī)場場面離場交通流擁堵特征分析

《大型繁忙機(jī)場場面離場交通流擁堵特征分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、航空學(xué)報(bào)ActaAerOnauticaetAstronauticaSinicaJun．252016Vol37No61921．1930ISSN1000-6893CN11-1929／Vhttp：Ehkxbbuaaedu．cnhkxb@buaa．edu．ca大型繁忙機(jī)場場面離場交通流擁堵特征分析楊磊，胡明華*，尹蘇皖，張洪海南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院，南京211106摘要：闡明機(jī)場場面交通流時(shí)空演變規(guī)律，揭示離場交通流擁堵機(jī)理是科學(xué)制定場面交通流管控策略的重要基礎(chǔ)。采用元胞傳輸機(jī)理論，建立線性滑行道元胞、

2、機(jī)坪發(fā)散／交叉元胞、匯聚元胞的交通流傳輸模型，并基于NetLogo系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真平臺，以廣州白云國際機(jī)場為例驗(yàn)證了模型的有效性，進(jìn)而推演分析了離場交通流基礎(chǔ)相變特征及其影響機(jī)理。研究表明，場面離場交通流存在自由態(tài)、亞穩(wěn)態(tài)、擁堵累積態(tài)和擁堵死鎖態(tài)4種基礎(chǔ)相態(tài)，指出調(diào)節(jié)與進(jìn)場率相協(xié)調(diào)的推出率是有效控制離場交通流密度，緩解場面擁堵的重要手段。研究結(jié)果可為大型繁忙機(jī)場場面交通智能管控提供一定的理論基礎(chǔ)和決策參考。關(guān)鍵詞：機(jī)場；交通流；元胞傳輸機(jī)；Netl。ogo；相變；空中交通管理中圖分類號：V355；U

3、8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000—6893(2016)06—1921—10空中交通需求與國家空域系統(tǒng)容量、空中交通管理能力之問的矛盾導(dǎo)致空中交通系統(tǒng)抗干擾能力下降，空中交通延誤頻發(fā)，旅客滿意度持續(xù)下跌[1]?？罩薪煌髁抗芾硎强罩薪煌ü芾淼闹匾獌?nèi)容，旨在平衡空中交通需求與供給，提高空中交通運(yùn)行效率，減少航班延誤。地面延誤程序(GroundDelayProgram，GDP)L20是空中交通流量管理的重要手段之一，旨在控制航班起飛時(shí)間以滿足到達(dá)機(jī)場和航路容量的限制。然而，隨著地面延誤程序的實(shí)施，空中

4、交通延誤從空中向機(jī)場地面轉(zhuǎn)移。大型繁忙機(jī)場作為航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的核心起訖節(jié)點(diǎn)，通常呈現(xiàn)物理規(guī)模龐大、場面網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、飛行活動(dòng)高密、交通沖突頻發(fā)、容需關(guān)系失衡以及運(yùn)行調(diào)配困難等特點(diǎn)，其場面交通擁堵矛盾尤為突出，主要表現(xiàn)為離場航空器“時(shí)走時(shí)?！?、離場航班長時(shí)間跑道頭等待，甚至出現(xiàn)滑行網(wǎng)絡(luò)死鎖導(dǎo)致交通癱瘓等[3J。因此，大型繁忙機(jī)場離場交通擁堵疏導(dǎo)已經(jīng)成為空中交通管理面臨的重要挑戰(zhàn)[4]，亟需開展離場交通流擁堵特征研究，以期科學(xué)指導(dǎo)擁堵疏導(dǎo)實(shí)踐。目前，系統(tǒng)性探討離場交通流擁堵演變特征的研究尚不多見，主要集中在

5、對交通排隊(duì)和延誤等擁堵直觀現(xiàn)象的分析。由于機(jī)場場面監(jiān)視雷達(dá)數(shù)據(jù)的封閉性，探索多樣的場面運(yùn)行建模方式成為主要研究手段。機(jī)場場面運(yùn)行建模主要分為3個(gè)派別。1)動(dòng)態(tài)和隨機(jī)條件下跑道延誤分析[57I。以跑道為中心的方法認(rèn)為跑道是機(jī)場容量的主要瓶頸[8]。該類研究通過建立泊松分布下的跑道隊(duì)列模型預(yù)測機(jī)場系統(tǒng)期望行為(如新建跑道后延誤下降預(yù)測等)，對于戰(zhàn)略規(guī)劃等長期計(jì)劃或者局部擾動(dòng)下的網(wǎng)絡(luò)延誤研究具有重要意義。然而，該模型在研究航班滑出時(shí)間預(yù)測方面過于抽象，主要適用于預(yù)測整個(gè)國家空域系統(tǒng)的宏觀運(yùn)行費(fèi)用收稿日期

6、：2015．06—19；退修日期：2015．09—21；錄用日期：2015-10—18；網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2015—10—2117：09網(wǎng)絡(luò)出版地址：WWW．cnkinet／kcms／detail／111929V201510211709004htmI基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(61104159)；江蘇省自然科學(xué)基金(BK20131366)*通訊作者Tel．：025—52112669E-mail：minghuahu@263net礅用格式l楊磊．胡明華。尹蘇皖．等。大型繁忙機(jī)場場面離場交通流擁堵特征分析i

7、J]?航空學(xué)報(bào)．2016．37(6)：1921—1930．YANGL，HuMH．YINSW．eta1．Characteristicsanalysisofdeparturetrafficflowcongestioninmega-airportsudace[JJ．ActaAeronaut#caetAstronauticaSinica，2016．37(6)：1921—1930航空學(xué)報(bào)Jun252016VoI．37No．6研究，通過建立費(fèi)用基線對比預(yù)測分析網(wǎng)絡(luò)調(diào)整、系統(tǒng)擾動(dòng)、交通需求場景改變、未來科技或下

8、一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)對于空域系統(tǒng)的影響。2)離場滑行時(shí)間預(yù)測建模。Shumsky采用各類解釋變量預(yù)測航空器滑出時(shí)間，如航空公司、離場跑道和離場交通流密度等，同時(shí)還建立了跑道服務(wù)隊(duì)列模型[93；Idris等[1叩分析了影響滑行時(shí)間的主要因素，并據(jù)此建立了滑行時(shí)間回歸預(yù)測模型，但沒有明確表述跑道服務(wù)過程，因此并未將滑行延誤與跑道容量進(jìn)行聯(lián)系，無法用于場面交通流管理?；谏鲜鲅芯砍晒绹鴩铱沼蛳到y(tǒng)隊(duì)列模型試圖將場面運(yùn)行納入其中，而不是僅將跑道作為服務(wù)臺。特別地，詳細(xì)政策評估工具(DPAT