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《中国民用航空飞行学院》 2020年
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中小机场传统与PBN程序进离场航线融合优化研究

王冬星  
【摘要】:目前,随着航线增加、空域调整、空中交通流量增加,我国的现有民用机场的进离场程序大部分有优化的需求。对终端区的进离场程序进行优化的基础有地形限制、禁飞区限制、航线走向限制等等,本研究将复杂的进离场程序简化为中小机场的简单进离场航线优化作为切入点,基于Matlab软件对特定中小机场的终端空域进行模拟,使用A*算法对传统程序与PBN程序的进离场航线进行优化。本研究的主要工作有三个方面:对特定机场的终端空域进行仿真模拟,基于地形仿真生成传统程序进离场航线与PBN进离场航线,对新生成的航线和未优化航线进行优化评估。首先,分析民用机场进离场航线具有的特点:进场航线汇聚航空流量、离场航线分散航空流量,并总结中小机场普遍的导航设施布局、航班流特点、航线设置要求,确定航线优化原则和方向以及优化评估的指标。接着对机场的终端区空域进行模拟,使用Matlab编程软件将地形三维呈现,并采用元胞自动机原理将地形进行栅格化处理,根据“三区”的定义将栅格划分可行域与非可行域。在地形处理的基础上,采用A*算法,逐条添加进场或离场航线的起始点坐标,并在可行域内搜索最优航路,逐步形成进离场航线网络。对优化后的进离场网络进行交叉冲突点优化处理,并最终形成终端区进离场航线网络。最后对优化后的进离场航线网络进行航线利用率、航路成本等评价指标进行评估,衡量优劣。本研究采用新疆阿克苏机场的飞行程序优化项目为案例,依据以上研究方法对阿克苏机场的进离场程序进行仿真优化,并对优化后的程序,从航线利用率、航路成本等方面进行评估优化。结果表明,优化后的进离场航线不仅符合优化的要求,与程序设计人员设计的优化航线也具有很大的共性。基于此研究思路与方法,本研究可对中小机场的进离场程序优化设计工作提供更加可靠的设计思路,对进离场航线进行合理有效的优化设计。
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