空中交通流量管理理論與方法

前言

空中交通流量管理是空中交通管理的三大主要職能之一，其任務是在空中交通流量接近或達到空中交通管制可用能力時，適時地進行調整，保證空中交通量最佳地流人或通過相應區(qū)域，盡可能提高機場、空域可用容量的利用率?？罩薪煌髁抗芾韺τ诖龠M空中交通安全，維護空中交通秩序，保障空中交通暢通具有重要作用?？罩薪煌髁抗芾硎翘岣呖沼蚶寐?、確保空中交通順暢、減少航班延誤最有效、最經濟的手段，在歐美各發(fā)達國家的空中交通管理中發(fā)揮了極其重要的作用。在世界航空運輸業(yè)快速發(fā)展、空中交通流量迅速增加和空中交通擁塞問題日趨嚴峻的背景下，研究與應用現代空中交通流量管理理論和方法，對于實施空中交通流量管理具有重要的科學價值和現實意義。隨著航空科技的迅速發(fā)展，空中交通流量管理理論與方法已成為現代空中交通管理科技領域的重要組成部分，是當前航空運輸研究的熱點問題，已形成初步的理論體系，并處于不斷發(fā)展和完善之中。本書是作者近10年在該領域研究成果的系統總結，同時也反映了該領域的國際研究前沿與發(fā)展動態(tài)。全書共分9章，分別介紹空中交通流量管理的基礎、內容和應用。第1章緒論，簡要介紹空中交通流量管理的基本概念、目的與意義、方法分類，并分析其發(fā)展與趨勢；第2章空域容量評估，系統深入地介紹機場容量評估、終端區(qū)容量評估、航路容量評估、扇區(qū)容量評估、區(qū)域容量評估等理論、技術和方法；第3章空中交通流量統計與預測，著重介紹基于航跡推測的流量統計與預測技術；第4章地面等待策略，全面描述地面等待問題，分別針對單機場和多機場地面等待問題深入介紹典型的理論模型與算法；第5章機場終端區(qū)飛機排序策略，簡要介紹經典的終端區(qū)排序算法，著重介紹基于遺傳算法的飛機排序策略和一種基于互換理論的動態(tài)飛機排序策略；第6章改航策略，介紹基于動態(tài)網絡的改航模型及其拉格朗日生成算法和改進的A。算法；第7章航班時刻優(yōu)化策略，介紹基于多元受限的航班時刻優(yōu)化方法和基于沖突探測的航班時刻協調方法；第8章基于CDM的流量管理策略，闡述CDM的基本原理、核心機制，深入介紹幾種協同管理策略；第9章空中交通流量管理系統結構與功能，介紹國外空中交通流量管理系統的一般組織結構、主要職能和管理措施，為建設適合我國國情的空中交通流量管理系統提供借鑒。

內容概要

本書積極追蹤空中交通流量管理理論前沿與發(fā)展動態(tài)，總結完善了空中交通流量管理的理論體系，深入介紹了空中交通流量管理的理論與方法。全書共分9章，內容涵蓋空中交通流量管理的理論基礎、策略方法和應用系統。第1章介紹空中交通流量管理的概念、目的、意義、研究內容及其發(fā)展與趨勢等；第2章和第3章介紹空中交通流量管理的基礎和前提，包括空域容量評估、空中交通流量統計與預測等；第4章～第8章介紹空中交通流量管理的策略與方法，包括地面等待策略、機場終端區(qū)飛機排序策略、改航策略、航班時刻優(yōu)化策略，以及基于CDM的流量管理策略等；第9章介紹空中交通流量管理系統的體系結構和功能要求等。    本書可作為高等院校相關專業(yè)高年級本科生、研究生的空中交通流量管理理論課程教材，也可供從事空中交通管理研究與應用的科技工作者學習和參考。

書籍目錄

叢書序前言第1章  緒論  1.1  空中交通流量管理概述    1.1.1  空中交通流量管理的基本概念    1.1.2  空中交通流量管理的目的與意義    1.1.3  空中交通流量管理的方法分類    1.1.4  空中交通流量管理的發(fā)展與趨勢  1.2  空中交通流量管理的研究內容簡介    1.2.1  空域容量評估    1.2.2  空中交通流量管理策略    1.2.3  空中交通流量管理系統  1.3  本書內容安排第2章  空域容量評估  2.1  空域容量概述    2.1.1  基本概念    2.1.2  空域容量評估目的    2.1.3  空域容量研究概況    2.1.4  空域容量評估方法  2.2  機場容量評估    2.2.1  跑道容量模型    2.2.2  滑行道容量評估    2.2.3  停機坪/登機門容量模型    2.2.4  機場空地聯合容量模型    2.2.5  容量評估和延誤分析工具  2.3  終端區(qū)容量評估    2.3.1  基本概念    2.3.2  終端區(qū)容量基本模型    2.3.3  多機場終端區(qū)容量模型  2.4  航路容量評估    2.4.1  基本概念    2.4.2  航路容量模型    2.4.3  航路交叉點容量模型  2.5  扇區(qū)容量評估    2.5.1  基本概念    2.5.2  扇區(qū)容量評估  2.6  區(qū)域容量評估    2.6.1  概述    2.6.2  區(qū)域容量評估模型第3章  空中交通流量統計與預測  3.1  交通流量統計與預測概述    3.1.1  基本描述    3.1.2  研究現狀  3.2  基于航跡推測的流量統計與預測技術    3.2.1  航跡推測集成模型    3.2.2  航跡推測算法    3.2.3  空域單元流量統計與預測第4章  地面等待策略  4.1  概述  4.2  單機場地面等待問題    4.2.1  確定性模型    4.2.2  靜態(tài)隨機模型    4.2.3  動態(tài)隨機模型    4.2.4  網絡規(guī)劃模型    4.2.5  基于DES的地面等待模型  4.3  多機場地面等待問題    4.3.1  多機場地面等待策略模型    4.3.2  多機場地面等待策略算法第5章  機場終端區(qū)飛機排序策略  5.1  概述  5.2  機場終端區(qū)交通環(huán)境描述  5.3  機場終端區(qū)飛機排序算法簡介    5.3.1  先到先服務算法    5.3.2  改進的先到先服務算法    5.3.3  時間提前量算法    5.3.4  約束位置交換算法    5.3.5  分航路調節(jié)距離間隔的排序算法    5.3.6  動態(tài)尾流間隔算法    5.3.7  滑動窗優(yōu)化算法    5.3.8  模糊模式識別算法    5.3.9  延誤交換算法  5.4  基于遺傳算法的終端區(qū)飛機排序策略    5.4.1  遺傳算法概述    5.4.2  基本概念    5.4.3  基本操作    5.4.4  模型建立    5.4.5  算例仿真  5.5  基于互換理論的動態(tài)飛機排序策略    5.5.1  基本思路    5.5.2  飛機降落時間問題數學模型    5.5.3  動態(tài)排序算法第6章  改航策略  6.1  概述  6.2  基于動態(tài)網絡的改航模型    6.2.1  空中交通動態(tài)網絡    6.2.2  動態(tài)多任務網絡流模型  6.3  拉格朗日生成算法    6.3.1  拉格朗日松弛    6.3.2  隨機舍入尋徑    6.3.3  整數布局問題求解    6.3.4  算例  6.4  基于改進的A*算法的改航策略    6.4.1  總體思路    6.4.2  一般改航算法    6.4.3  航班優(yōu)先級    6.4.4  優(yōu)化算法第7章  航班時刻優(yōu)化策略  7.1  概述  7.2  航班時刻制定現狀    7.2.1  國際航班安排程序    7.2.2  國內航班時刻安排現狀  7.3  基于多元受限的航班時刻優(yōu)化方法    7.3.1  符號定義    7.3.2  航班時刻優(yōu)化模型  7.4  基于沖突探測的航班時刻協調方法    7.4.1  一般描述及符號約定    7.4.2  基于沖突探測的航班時刻協調模型    7.4.3  模型求解算法第8章  基于CDM的流量管理策略  8.1  概述    8.1.1  CDM簡介    8.1.2  CDM核心機制    8.1.3  基于CDM的流量管理  8.2  增強型地面等待策略    8.2.1  概述    8.2.2  航班時刻監(jiān)視器    8.2.3  GDP-E核心技術  8.3  機場場面管理    8.3.1  進離場航班流管理概述    8.3.2  美國機場場面管理系統    8.3.3  歐洲機場場面管理系統    8.3.4  總結  8.4協同航路第9章  空中交通流量管理系統結構與功能  9.1  空中交通流量管理系統的一般構架    9.1.1  三層空中交通流量管理系統    9.1.2  二層空中交通流量管理系統    9.1.3  系統功能    9.1.4  流量管理調配策略  9.2  美國的空中交通流量管理系統    9.2.1  概況    9.2.2  發(fā)展歷程    9.2.3  組織機構    9.2.4  流量管理策略的實現  9.3  歐洲的空中交通流量管理系統    9.3.1  概況    9.3.2  發(fā)展歷程    9.3.3  組織機構    9.3.4  流量管理程序  9.4  美國與歐洲空中交通流量管理比較    9.4.1  運行環(huán)境    9.4.2  管理概念    9.4.3  組織結構參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：3.按級別劃分1）戰(zhàn)略級流量管理針對過去的實施情況并結合未來一定時間范圍內的綜合信息（飛機、機場、航空公司、旅客、管制員、旅客服務部門、氣象部門及其他）對未來流量管理作出戰(zhàn)略性計劃。2）預戰(zhàn)術級流量管理根據戰(zhàn)略性計劃并結合信息網絡所提供的預測信息，預先調配流量。3）戰(zhàn)術級流量管理根據戰(zhàn)略性計劃結合信息網絡所提供的實時信息，實時調度流量。4.按應用劃分按應用可分為容量評估、流量統計與預測、地面等待、終端區(qū)排序、改航、航班時刻優(yōu)化，以及協同流量管理等。其中，容量評估、流量統計與預測是流量管理的基礎和前提，為流量管理策略的制定提供科學依據；地面等待、終端區(qū)排序、改航和航班時刻優(yōu)化是流量管理的主要方法；協同流量管理是一種安全、高效和公平的流量管理機制，旨在利用協同決策技術與方法改進流量管理策略，以提高流量管理的有效性和公平性。1.1.4空中交通流量管理的發(fā)展與趨勢隨著世界航空運輸的快速發(fā)展，空中交通流量的持續(xù)增長，空中交通擁塞頻繁發(fā)生。研究空中交通流量管理技術、理論與方法，實施科學的空中交通管理已經成為各航空發(fā)達國家的共同選擇。

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