復雜機場終端區(qū)空域資源配置關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著航空運輸量的快速增長，終端區(qū)作為航空運輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點，運行壓力逐漸增大，尤其是飛行量較高的繁忙機場終端區(qū)，具有進離場航線相互交織、機動空間狹小、航班密度高等復雜性特點，已成為飛行沖突頻發(fā)、航班延誤加劇的“瓶頸”空域單元。以機場終端區(qū)為研究對象，開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，對提升我國空域資源管理水平具有重要意義。
　　本文在綜合分析國外內(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，圍繞滿足終端區(qū)戰(zhàn)略交通需求的目標，研究了機場終端區(qū)空域資源配置若干關(guān)鍵技術(shù)和方法，主要研究內(nèi)容和成果如下：
　?。?）研究了機場終端區(qū)容量影響因素分析方法。在綜合分析終端區(qū)運行特點和容量概念的基礎(chǔ)上，定性分析了影響終端區(qū)容量的主要因素，選取全國11個典型機場終端區(qū)為樣本，提取了20個影響因素，對各因素進行了指標化以及量化處理，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、航線結(jié)構(gòu)、機型混雜程度四個方面的的主成分；以主成分為變量，使用Q型聚類方法，將11個終端區(qū)分成了5類，有利于統(tǒng)籌制定終端區(qū)空域資源配置策略。
　?。?）建立了機場終端區(qū)容量評估模型，探究了終端區(qū)容量影響機理。在分析現(xiàn)有空域容量評估方法特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合航線物理結(jié)構(gòu)、交通流速度、管制間隔、機型配比等因素，建立了基于阻塞流的進場容量評估模型和離場容量評估模型，并以跑道Pareto容量包線為約束，明晰了進離場容量的函數(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)進場容量階梯狀漸變關(guān)系，以及不同運行模式下移交間隔變化引起進場容量變化規(guī)律；使用因素分析法，研究了移交間隔、機型比例、管制間隔等因素變化對終端區(qū)極限容量影響的特點和規(guī)律，為開展終端區(qū)空域資源配置研究提供了依據(jù)。
　　（3）研究了機場終端區(qū)戰(zhàn)略交通需求預(yù)測方法。在綜合分析現(xiàn)有典型預(yù)測方法適用性的基礎(chǔ)上，以機場起降量為預(yù)測對象，考慮影響起降量發(fā)展

5、的國內(nèi)生產(chǎn)總值、人口等經(jīng)濟社會因素，以及歷史數(shù)據(jù)的時間序列特點，建立了計量經(jīng)濟預(yù)測、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測、灰色數(shù)列預(yù)測三個獨立模型，并使用基于熵權(quán)的組合預(yù)測方法，對2020年全國機場起降總量進行了預(yù)測；以梯減法為主線，結(jié)合全國起降總量預(yù)測結(jié)果，利用指數(shù)平滑法預(yù)測權(quán)重，建立了包含地區(qū)、機場群和多機場終端區(qū)、單機場的多層級終端區(qū)流量戰(zhàn)略預(yù)測模型，并對2020年前全國各層級機場起降量進行了預(yù)測，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)測方法。結(jié)合終端區(qū)時空分布特點，以全國各層級起降量預(yù)測結(jié)果為基礎(chǔ)，構(gòu)建以目標機場為中心的O-D矩陣，建立了基于Fratar模型的終端區(qū)航班時刻需求預(yù)測方法，以杭州機場為例，對2020年航班時刻需求進行了預(yù)測；在論證航班時刻需求泊松分布特性的前提下，建立了機場終端區(qū)開環(huán)排隊網(wǎng)絡(luò)模型以及容量需求模型，研究了2020年杭州終端區(qū)在隔離運行、半混合運行（兩起一落）和混合運行三種模式下的容量需求，為終端區(qū)開展空域資源配置提

7、供了建設(shè)目標。
　?。?）研究了終端區(qū)空域資源配置策略綜合評價方法。結(jié)合終端區(qū)容量影響因素分析及機理研究成果，確立了為提升終端區(qū)保障能力可采用的三類終端區(qū)空域資源配置策略，為評定各策略優(yōu)劣等級，構(gòu)建了包含空域資源利用率、服務(wù)質(zhì)量和建設(shè)維護投入的空域配置策略多維度評價指標體系，實現(xiàn)了定性和定量指標的有效結(jié)合，建立了基于可拓多層次狀態(tài)分類的終端區(qū)空域資源配置策略綜合評價模型，對不同配置策略進行了等級評定，為機場終端區(qū)未來建設(shè)發(fā)展提供決