復(fù)雜機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域資源配置關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著航空運(yùn)輸量的快速增長(zhǎng)，終端區(qū)作為航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，運(yùn)行壓力逐漸增大，尤其是飛行量較高的繁忙機(jī)場(chǎng)終端區(qū)，具有進(jìn)離場(chǎng)航線(xiàn)相互交織、機(jī)動(dòng)空間狹小、航班密度高等復(fù)雜性特點(diǎn)，已成為飛行沖突頻發(fā)、航班延誤加劇的“瓶頸”空域單元。以機(jī)場(chǎng)終端區(qū)為研究對(duì)象，開(kāi)展空域資源配置相關(guān)技術(shù)研究，能有效降低航班延誤程度、提高空域資源利用率，對(duì)提升我國(guó)空域資源管理水平具有重要意義。
　　本文在綜合分析國(guó)外內(nèi)相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，從戰(zhàn)略空域資源管理的視

2、角，圍繞滿(mǎn)足終端區(qū)戰(zhàn)略交通需求的目標(biāo)，研究了機(jī)場(chǎng)終端區(qū)空域資源配置若干關(guān)鍵技術(shù)和方法，主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　?。?）研究了機(jī)場(chǎng)終端區(qū)容量影響因素分析方法。在綜合分析終端區(qū)運(yùn)行特點(diǎn)和容量概念的基礎(chǔ)上，定性分析了影響終端區(qū)容量的主要因素，選取全國(guó)11個(gè)典型機(jī)場(chǎng)終端區(qū)為樣本，提取了20個(gè)影響因素，對(duì)各因素進(jìn)行了指標(biāo)化以及量化處理，建立了基于主成分分析的容量影響因素分析方法，分析了單因素的重要性和多因素的相關(guān)性，提煉出反映物理容納能

3、力、交通流分布、航線(xiàn)結(jié)構(gòu)、機(jī)型混雜程度四個(gè)方面的的主成分；以主成分為變量，使用Q型聚類(lèi)方法，將11個(gè)終端區(qū)分成了5類(lèi)，有利于統(tǒng)籌制定終端區(qū)空域資源配置策略。
　?。?）建立了機(jī)場(chǎng)終端區(qū)容量評(píng)估模型，探究了終端區(qū)容量影響機(jī)理。在分析現(xiàn)有空域容量評(píng)估方法特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合航線(xiàn)物理結(jié)構(gòu)、交通流速度、管制間隔、機(jī)型配比等因素，建立了基于阻塞流的進(jìn)場(chǎng)容量評(píng)估模型和離場(chǎng)容量評(píng)估模型，并以跑道Pareto容量包線(xiàn)為約束，明晰了進(jìn)離場(chǎng)容量的函數(shù)關(guān)

4、系，建立了基于阻塞流的終端區(qū)極限容量評(píng)估模型；以杭州終端區(qū)為例，證明了惡劣天氣影響下終端區(qū)進(jìn)場(chǎng)容量階梯狀漸變關(guān)系，以及不同運(yùn)行模式下移交間隔變化引起進(jìn)場(chǎng)容量變化規(guī)律；使用因素分析法，研究了移交間隔、機(jī)型比例、管制間隔等因素變化對(duì)終端區(qū)極限容量影響的特點(diǎn)和規(guī)律，為開(kāi)展終端區(qū)空域資源配置研究提供了依據(jù)。
　?。?）研究了機(jī)場(chǎng)終端區(qū)戰(zhàn)略交通需求預(yù)測(cè)方法。在綜合分析現(xiàn)有典型預(yù)測(cè)方法適用性的基礎(chǔ)上，以機(jī)場(chǎng)起降量為預(yù)測(cè)對(duì)象，考慮影響起降量發(fā)展

5、的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、人口等經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素，以及歷史數(shù)據(jù)的時(shí)間序列特點(diǎn)，建立了計(jì)量經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)、灰色數(shù)列預(yù)測(cè)三個(gè)獨(dú)立模型，并使用基于熵權(quán)的組合預(yù)測(cè)方法，對(duì)2020年全國(guó)機(jī)場(chǎng)起降總量進(jìn)行了預(yù)測(cè)；以梯減法為主線(xiàn)，結(jié)合全國(guó)起降總量預(yù)測(cè)結(jié)果，利用指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)權(quán)重，建立了包含地區(qū)、機(jī)場(chǎng)群和多機(jī)場(chǎng)終端區(qū)、單機(jī)場(chǎng)的多層級(jí)終端區(qū)流量戰(zhàn)略預(yù)測(cè)模型，并對(duì)2020年前全國(guó)各層級(jí)機(jī)場(chǎng)起降量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，為終端區(qū)容量需求研究奠定了基礎(chǔ)。
　?。?）研

6、究了終端區(qū)戰(zhàn)略容量需求預(yù)測(cè)方法。結(jié)合終端區(qū)時(shí)空分布特點(diǎn)，以全國(guó)各層級(jí)起降量預(yù)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，構(gòu)建以目標(biāo)機(jī)場(chǎng)為中心的O-D矩陣，建立了基于Fratar模型的終端區(qū)航班時(shí)刻需求預(yù)測(cè)方法，以杭州機(jī)場(chǎng)為例，對(duì)2020年航班時(shí)刻需求進(jìn)行了預(yù)測(cè)；在論證航班時(shí)刻需求泊松分布特性的前提下，建立了機(jī)場(chǎng)終端區(qū)開(kāi)環(huán)排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)模型以及容量需求模型，研究了2020年杭州終端區(qū)在隔離運(yùn)行、半混合運(yùn)行（兩起一落）和混合運(yùn)行三種模式下的容量需求，為終端區(qū)開(kāi)展空域資源配置提

7、供了建設(shè)目標(biāo)。
　?。?）研究了終端區(qū)空域資源配置策略綜合評(píng)價(jià)方法。結(jié)合終端區(qū)容量影響因素分析及機(jī)理研究成果，確立了為提升終端區(qū)保障能力可采用的三類(lèi)終端區(qū)空域資源配置策略，為評(píng)定各策略?xún)?yōu)劣等級(jí)，構(gòu)建了包含空域資源利用率、服務(wù)質(zhì)量和建設(shè)維護(hù)投入的空域配置策略多維度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)了定性和定量指標(biāo)的有效結(jié)合，建立了基于可拓多層次狀態(tài)分類(lèi)的終端區(qū)空域資源配置策略綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)不同配置策略進(jìn)行了等級(jí)評(píng)定，為機(jī)場(chǎng)終端區(qū)未來(lái)建設(shè)發(fā)展提供決