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基于路徑優(yōu)化的機場滑行道構型研究

發(fā)布時間:2020-11-20 22:41
   民航航班量和客運量的猛增使得機場擁堵現象嚴重,地面滑行時間過長對航空運輸網絡運行效率的約束逐漸凸顯。規(guī)劃合理高效的滑行道構型有利于保障航空器場面運行安全、提高場面運行效率、減少滑行延誤,對提高機場節(jié)能減排水平、提升旅客舒適度有著重要的現實意義。本文著眼于滑行道構型特征、滑行道構型參數和滑行道構型設置三個方面,對滑行道系統(tǒng)的理論研究和實際進行進行深入系統(tǒng)的研究。首先介紹了滑行道交叉點的類型,詳細分析了我國年旅客吞吐量超全國總吞吐量1%的繁忙機場跑道運行模式與滑行道構型間的關系,利用SPSS軟件分析X型交叉點數和T型交叉點數與高峰小時容量的相關性,經證實,兩種交叉點數于機場高峰小時容量相關性明顯,且X型交叉點數可近似看作是快速出口滑行道數量。其次對滑行道構型設計參數進行篩選,確定本文研究對象:X型交叉點數量和位置和T型交叉點數量和位置。建立了各類滑行道參數的數學模型,以加權跑道占用時間最少為目標,采用動態(tài)規(guī)劃的方法求解快速出口滑行道的位置和數量。算例求得,當快滑設置數量為2是,設置位置在1848m和2064m處,設置數量為3時,設置位置在1780m,2032m和2293m處。然后設計了滑行道構型方案,建立基于總滑行時間最少的路徑優(yōu)化數學模型。采用遺傳算法與滑動時間窗結合的思想對模型進行求解。通過基于延誤成本和基于油耗度量的兩種方案評價方法,算例的最優(yōu)方案是方案8最優(yōu),聯絡道間隔253m。最后通過滑行道利用率等因素對滑行道構型進行調整。
【學位單位】:中國民航大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2018
【中圖分類】:V351.11
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 國內外研究現狀
        1.3.1 滑行道構型研究現狀
        1.3.2 滑行路徑優(yōu)化研究現狀
    1.4 主要研究內容
    1.5 本章小結
第二章 滑行道運行及構型特征分析
    2.1 滑行道概述
        2.1.1 滑行道分類
        2.1.2 滑行道的物理特征
    2.2 滑行道運行策略
        2.2.1 滑行過程描述
        2.2.2 滑行規(guī)則
    2.3 滑行道構型特征分析
        2.3.1 滑行道交叉點幾何構型
        2.3.2 跑道運行與滑行道構型關系分析
    2.4 本章小結
第三章 滑行道構型參數分析
    3.1 滑行道構型設計參數篩選
    3.2 滑行道構型參數體系
        3.2.1 平行滑行道構型參數
        3.2.2 進/出口滑行道構型參數
        3.2.3 跑道聯絡道構型參數
        3.2.4 快速出口滑行道構型參數
    3.3 滑行道構型參數求解算例
        3.3.1 所需數據
        3.3.2 基于動態(tài)規(guī)劃的快滑參數求解
        3.3.3 其他類別滑行道參數求解
    3.4 本章小結
第四章 基于路徑優(yōu)化的滑行道構型優(yōu)化
    4.1 求解滑行道構型方案設計
    4.2 滑行道系統(tǒng)網絡建模
        4.2.1 機場場面網絡拓撲圖
        4.2.2 信息標注
    4.3 滑行道運行沖突分析
        4.3.1 滑行沖突分類
        4.3.2 沖突解脫方法
    4.4 基于沖突解脫的路徑優(yōu)化模型
        4.4.1 建立數學模型
        4.4.2 約束條件
    4.5 基于遺傳算法的滑行道構型模型求解
        4.5.1 遺傳算法原理介紹
        4.5.2 遺傳算法與滑動時間窗的結合
        4.5.3 基于時間窗的遺傳算法求解實現
    4.6 滑行道構型方案評價方法
        4.6.1 基于航班地面延誤成本的評價方法
        4.6.2 基于滑行油耗的評價方法
    4.7 本章小結
第五章 算例求解與評價
    5.1 算例機場運行狀況介紹
        5.1.1 算例機場飛行區(qū)設置情況
        5.1.2 算例機場現有滑行道構型介紹
        5.1.3 算例機場跑道和滑行道部分使用規(guī)定
    5.2 滑行道構型參數求解分析
        5.2.1 飛行區(qū)網格化
        5.2.2 航班時刻計劃
        5.2.3 基于遺傳算法的滑行道構型參數求解
        5.2.4 滑行道構型方案評價
    5.3 滑行道構型確定
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 工作總結及創(chuàng)新
    6.2 工作不足及展望
致謝
參考文獻
附錄
個人簡介

【相似文獻】

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本文編號:2892105

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