空中交通擁擠的識別與預(yù)測方法研究.pdf

1、空中交通擁擠的識別與預(yù)測是空中交通擁擠管理的基礎(chǔ)。目前,有關(guān)空中交通擁擠識別與預(yù)測方面的研究較少,尚未形成科學(xué)的理論體系。本論文針對此問題,主要從擁擠行為分析,擁擠指標的建立,機場、交叉航路、終端區(qū)交通擁擠的識別與預(yù)測,機場網(wǎng)絡(luò)擁擠的傳播預(yù)測這幾個方面展開深入系統(tǒng)的研究。
　　(1)在空中交通擁擠的定義及其度量指標方面,給出了基于出入流率的空中交通擁擠的定義,體現(xiàn)了擁擠的本質(zhì)及其發(fā)生、發(fā)展的動態(tài)過程。利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,從航空網(wǎng)絡(luò)的

2、結(jié)構(gòu)與功能兩個方面對空中交通擁擠行為進行分析:首先進行航空網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)演化分析,挖掘擁擠形成的必要結(jié)構(gòu)條件;然后研究航空網(wǎng)絡(luò)上流量的波動特性,挖掘擁擠形成的內(nèi)外部因素。基于擁擠行為分析結(jié)果,針對機場、交叉航路、終端區(qū)交通擁擠的內(nèi)部特征,建立了空中交通擁擠度量指標。主要包括:表征擁擠運動特征的滯留度指標;表征擁擠負荷特征的飽和度指標;表征擁擠復(fù)雜特征的匯聚度指標;表征擁擠沖突特征的潛在沖突量指標。
　　(2)在空中交通擁擠識別方面

3、,基于交通量、滯留度以及不同區(qū)域擁擠的內(nèi)部特征分別對機場、交叉航路、終端區(qū)的擁擠度量指標進行選取。由于擁擠識別的不確定性、模糊性,提出了基于灰色聚類的空中交通擁擠識別方法,分別對機場、交叉航路和終端區(qū)擁擠的識別進行算例分析。
　　(3)在空中交通擁擠預(yù)測方面,提出了不同擁擠指標的預(yù)測方法,主要包括:從航空器運行的隨機性出發(fā),建立了基于需求不確定性的機場多時段交通需求概率預(yù)測模型與方法;從機場容量的相似性出發(fā),提出了基于PCA-K混

4、合聚類的機場進離場容量預(yù)測方法;從航空器相對距離的時空分布特性出發(fā),建立了基于追及匯聚和交叉匯聚的交叉航路匯聚度模型及其多元回歸預(yù)測模型;通過對飛行沖突的定性與定量分析,揭示了飛行沖突系統(tǒng)存在混沌現(xiàn)象,提出了潛在沖突量的混沌預(yù)測方法;通過分析滯留度時間序列的長期周期性和短期非線性特點,將統(tǒng)計預(yù)測方法與智能預(yù)測方法相結(jié)合,提出了基于模糊軟集合理論的滯留度組合預(yù)測方法。分別對上述方法進行算例分析。
　　(4)在機場網(wǎng)絡(luò)的擁擠傳播預(yù)測方

5、面,將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征以及機場擁擠的功能特征相結(jié)合,建立機場重要度評估模型與方法,用于瓶頸機場的識別;基于多維標度法對瓶頸機場的相關(guān)機場進行識別,通過二維擬合構(gòu)圖判斷機場的整體相關(guān)性;建立了基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機場擁擠傳播預(yù)測方法,用于當瓶頸機場發(fā)生擁擠時,預(yù)測與其相關(guān)機場的未來擁擠態(tài)勢;最后進行算例分析。
　　本文對空中交通擁擠的識別與預(yù)測問題進行了比較全面、系統(tǒng)的研究,所提出的方法針對性強且易于實現(xiàn),完善了空中交通擁擠識