基于复杂度的扇区规划与优化技术研究

• 作 者: 李欢
• 出 处: 中国民航大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 扇区复杂度 通行能力评估 扇区优化 TAAM仿真

随着空中交通流量的飞速增长和空域结构复杂性的不断增加,空域流量剧增、空域环境逐渐复杂等问题逐渐凸显,空域交通流分布不均以及扇区结构规划不合理成为亟需解决的工作。因此,高效准确的对空域扇区通行能力进行评估,确保扇区划设合理,对于降低扇区复杂度、提高扇区通行能力以及保证空域安全运行具有关键的推动作用。本文以兰州进近管制扇区为例,针对以上问题对扇区通行能力进行评估和扇区划设及优化做了进一步研究。首先,构建了影响终端管制扇区复杂度的指标体系,利用DEMATEL法得到原因度和中心度两个特征值,提取了扇区结构、扇区运行特征和扇区动态三个方面共8种复杂度关键影响因素,将各关键影响因素进行量化,从扇区结构和扇区运行特征两个角度出发,建立了终端管制扇区静态复杂度模型,考虑到恶劣天气对静态复杂度模型的影响,建立了动态复杂度模型,同时验证了复杂度模型的有效性。然后,提出了基于包络图法来表现扇区通行能力,对全空域仿真TAAM工具的模型建立进行详细介绍,结合最小外接矩形法划设飞行受限区,经过多次仿真完成基于复杂度的扇区通行能力评估。最后,研究了扇区划设的影响因素和扇区划设的基本原则,结合终端管制扇区复杂度模型,以均衡各管制扇区复杂度为目标,结合TAAM仿真工具分别研究了基于分支定界的搜索算法和基于动态规划的扇区优化方法两种扇区优化方法,以兰州进近管制扇区为例,进行了实例分析,验证模型的合理性。本文通过实例分析,进一步验证了所提出的扇区通行能力评估方法和扇区划设及优化方法的合理性和有效性。因此,在确保扇区划设方案准确性的基础上,扇区优化不仅可以减少可行解的搜索空间,而且可以提高优化算法的执行效率,进而为深入研究空域规划设计和实现空域资源的高效利用提供技术支持。