空中交通擁擠的識(shí)別與預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、空中交通擁擠的識(shí)別與預(yù)測(cè)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(shí)別與預(yù)測(cè)方面的研究較少,尚未形成科學(xué)的理論體系。本論文針對(duì)此問(wèn)題,主要從擁擠行為分析,擁擠指標(biāo)的建立,機(jī)場(chǎng)、交叉航路、終端區(qū)交通擁擠的識(shí)別與預(yù)測(cè),機(jī)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)擁擠的傳播預(yù)測(cè)這幾個(gè)方面展開(kāi)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(biāo)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(dòng)態(tài)過(guò)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(gè)方面對(duì)空中交通擁擠行為進(jìn)行分析:首先進(jìn)行航空網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(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(dòng)特性,挖掘擁擠形成的內(nèi)外部因素?；趽頂D行為分析結(jié)果,針對(duì)機(jī)場(chǎng)、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(biāo)。主要包括:表征擁擠運(yùn)動(dòng)特征的滯留度指標(biāo);表征擁擠負(fù)荷特征的飽和度指標(biāo);表征擁擠復(fù)雜特征的匯聚度指標(biāo);表征擁擠沖突特征的潛在沖突量指標(biāo)。
　　(2)在空中交通擁擠識(shí)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(duì)機(jī)場(chǎng)、交叉航路、終端區(qū)的擁擠度量指標(biāo)進(jìn)行選取。由于擁擠識(shí)別的不確定性、模糊性,提出了基于灰色聚類(lèi)的空中交通擁擠識(shí)別方法,分別對(duì)機(jī)場(chǎng)、交叉航路和終端區(qū)擁擠的識(shí)別進(jìn)行算例分析。
　　(3)在空中交通擁擠預(yù)測(cè)方面,提出了不同擁擠指標(biāo)的預(yù)測(cè)方法,主要包括:從航空器運(yùn)行的隨機(jī)性出發(fā),建立了基于需求不確定性的機(jī)場(chǎng)多時(shí)段交通需求概率預(yù)測(cè)模型與方法;從機(jī)場(chǎng)容量的相似性出發(fā),提出了基于PCA-K混

4、合聚類(lèi)的機(jī)場(chǎng)進(jìn)離場(chǎng)容量預(yù)測(cè)方法;從航空器相對(duì)距離的時(shí)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(cè)模型;通過(guò)對(duì)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(cè)方法;通過(guò)分析滯留度時(shí)間序列的長(zhǎng)期周期性和短期非線性特點(diǎn),將統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)方法與智能預(yù)測(cè)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(cè)方法。分別對(duì)上述方法進(jìn)行算例分析。
　　(4)在機(jī)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的擁擠傳播預(yù)測(cè)方

5、面,將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征以及機(jī)場(chǎng)擁擠的功能特征相結(jié)合,建立機(jī)場(chǎng)重要度評(píng)估模型與方法,用于瓶頸機(jī)場(chǎng)的識(shí)別;基于多維標(biāo)度法對(duì)瓶頸機(jī)場(chǎng)的相關(guān)機(jī)場(chǎng)進(jìn)行識(shí)別,通過(guò)二維擬合構(gòu)圖判斷機(jī)場(chǎng)的整體相關(guān)性;建立了基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)場(chǎng)擁擠傳播預(yù)測(cè)方法,用于當(dāng)瓶頸機(jī)場(chǎng)發(fā)生擁擠時(shí),預(yù)測(cè)與其相關(guān)機(jī)場(chǎng)的未來(lái)?yè)頂D態(tài)勢(shì);最后進(jìn)行算例分析。
　　本文對(duì)空中交通擁擠的識(shí)別與預(yù)測(cè)問(wèn)題進(jìn)行了比較全面、系統(tǒng)的研究,所提出的方法針對(duì)性強(qiáng)且易于實(shí)現(xiàn),完善了空中交通擁擠識(shí)