您的当前位置:首页  科学研究  科研动态

广州地区空中交通流量管理系统
作者:文/cca        访问量:5   发布时间:2004-07-05


     项目来源:中国民航总局立项 
    负责人:胡明华 
    组织鉴定单位:民航总局人事科教司 
    鉴定日期:2004.02.19
     本系统是从我国实际需要出发,针对广州机场、空域和网络的空中交通流量问题,同时借鉴国际上(特别是欧洲和美国)空中交通流量管理的成功经验,研究建立的符合我国国情、既先进又可行的空中交通流量管理系统,它的研制成功为实现建立全国空中交通流量管理中心这一目标创造了条件。
     本系统共包含七个模块:主控模块、统计预测模块、区调监控模块、进近监控模块、塔台监控模块、容量评估模块、航班时刻优化模块。首先,建立容量评估子系统,确定广州机场的空中交通容量;其次,建立流量统计/预测子系统,在电子地图上按飞行计划模拟实际飞行状况,并在此基础上对交通流量进行统计、预测,根据空中交通流量与估计出的空域容量依空域、时间的匹配情况,指出交通拥挤或飞行冲突可能发生的区域和时段;然后,建立航班时刻编排与优化子系统,在考虑到容量匹配和交通冲突的基础上,科学、合理地优化航班时刻,并结合流量统计预测子系统,检验航班时刻编排的合理性;最后,研究提出流量管理模型和方法,结合空中交通管制和空域的实际,开发流量管理主控模块、塔台模块、进近模块和区调模块,实现广州地区空中交通流量的科学、合理管理。
     在对总体方案的具体技术实现方面,本系统采用了如下新理论、新技术和新手段:
     (1)以当今国际先进的容量计算模型为基础,结合广州白云机场终端区的实际,建立了一种基于理论分析模型与仿真模型相结合的机场理论容量综合评估模型与方法;
     (2)在当前先进的多元受限流量管理模型的基础上,提出了适合广州地区具体状况的流量管理模型,模型中考虑了机场容量,重要点容量和扇区容量多重约束条件,提出了地面等待策略和终端区动态排序策略相结合的综合流量管理方法。
     (3)用多机场多元受限的流量管理模型,建立先进的航班时刻优化模型。航班时刻优化协调采用了面向机场和终端区重要点容量约束的多重交通冲突探测,并利用人工智能和启发式方法相结合的方法较好的解决了优化解的搜寻问题。
     (4)基于因特网技术的航班时刻网络申请与回复。
     (5)流量管理模型的实现方面采用了专家系统和启发式方法相结合的算法,较好的解决了优化解的搜寻问题,并具有良好的实时性。
     (6)提出交通容量分配模型。目前点容量值是基于小时的容量值,为了避免航班流量在一小时内各时段出现不平衡现象,建立了机场容量均衡模型,以5分钟为一个时间片,实现小时容量对各时间片的合理分配。
     (7)空域结构和地面运行环境的生成采用人机交互、数据与图形交互的开放式设计方式,便于用户修改或调整,对于流量管理和空域评估具有良好的适应性。
     (8)空域结构视图可以随着航线变更以及扇区合并与拆分变更信息而实时调整。
     (9)以主控席位优化过后的航班计划为基础,实现流量管理中心提出的管制区航班流量管理和排序方案;
     (10)在理论容量评估的基础上,结合有代表性的实际的飞行计划表,对机场终端区评估采用实际飞行计划表航班进行实际容量评估,与理论方法相结合进一步验证评估结果的合理性。
     (11)数据来源多样化,以航班时刻表和航班动态为基础进行统计预测,并利用雷达数据和电报数据对统计预测结果进行实时修正;
     (12)采用实时网络通信技术,实现与各模块之间的网络通信。
本系统的研究成果可直接应用于中南地区空中交通流量管理系统的建设与开发,主动、系统地优化空中交通流量,有利于改善该地区流量管理效果,减少航班拥挤与航班延误,提高航班正常率和空域利用率,加大空中交通流量,保持空中交通畅通,变“无序”为“有序” ;可作为我国空中交通流量管理的示范系统,直接服务于国家空中交通流量管理系统的建设,有利于全国范围空域资源的合理利用和流量的科学调配,减轻管制员工作负荷,提高飞行安全水平;可应用于空管局空域规划主管部门优化空域结构、扇区和航班时刻,为空域规划的效益提供科学的评估依据;可以合理地制定或优化航班时刻,理顺空中交通流量、化解早期空中交通冲突、有效地利用空域资源、实现静态先期流量管理。
     目前该系统已在民航中南空管局使用,用户反应系统具有良好的先进性、实用性和可靠性,使用效果良好;系统设计合理、科学,便于管制员、流量管理人员和航班时刻管理人员,以及空域规划人员开展工作,大大减轻了工作量,工作效率明显提高;另外系统具有良好的开放性和操作性,便于用户维护和操作。
     鉴定委员会一致认为该系统整体技术国内领先,人工智能和启发式方法相结合、基于多重交通冲突探测的航班时刻优化/协调方法技术达到了国际水平。