单扇区管制移交间隔管理模型和算法研究

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1、第44卷第6期2014年11月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．44No．6NOV．2014单扇区管制移交间隔管理模型和算法研究杜实，吴海波(中国民航大学空中交通管理学院，天津300300)摘要：针对区域管制移交间隔管理问题进行研究，通过分析当前的流量管理模型和算法。提出单个扇区管制移交间隔管理模型。在研究中，引入间隔矩阵概念，以指定时段内的延误控制为目标，分析扇区容量和管制移交高度层选择等限制因素，建立数学模型，并通过间隔增量矩阵的使用来优化算法。算例中采用在国内某

2、区域管制范围内的繁忙时段数据进行了分析和验证。关键词：管制移交；间隔管理；移交区域；增量矩阵；遗传算法中图分类号：V328文献标识码：A文章编号：1671．654X(2014)06—0078．06SeparationManagementModelandAlgorithmforTransferofControlDUShi．WUHai—bo(CollegeofAirTrafficManagement，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)Abstract

3、：Inanangleoftheresearchingseparationmanagementfortransferofcontrolincontrolarea，amodelofseparationmanagementinacontrolsectorisestablishedbasedonanalysisoftheexistingmodelandalgorithmofairtrafficflowmanagement．Consideringtherestrictionofsectorcapacityandaircra

4、fttransferindifferentleveltoestablishamodel，withpurposeonmanagementoftotaldelayinspecifiedpe·riodandseparationmatrixinvolvedinit．Theutilizationofincrementalmatrixcontributestoalgorithmop—timization．IntuitivedatawasachievedwithcalculationofrealdatafromAirTraff

5、icManagementcenter．Thesimulationresultsverifythepracticabilityofthemodelandalgorithm．Keywords：transferofcontrol；separationmanagement；horizonfortransfer；incrementalmatrix；geneticalgorithms引言当前，人们的生活水平日益提高，对民航的需求快速发展，使得空中交通流量增长迅猛，由此带来了需求和能力的不平衡，而产生的延误及拥堵严重影响航空运

6、行安全和效率。没有切实而有效的手段来辅助管制员的决策并提供强大的理论和技术支撑，仅凭空中交通管制的运作难以适应当下快速发展的需求，实施科学、系统的空中交通流量管理策略对于解决交通流量矛盾非常必要。间隔管理(SeparationManagement)是最为基本且急需的一种流量管理手段。1995年Rorb—eftGSynnestvedt、HarrySwenson⋯等对由航路进入终端区的航空器队列间隔问题进行研究，提出了终端区容量受限情况下的间隔管理方法。2008年AdrianKAgogino旧1根据流量管理系统和人为

7、因素，运用FACET(FutureATMConceptsEvaluationT001)建立了分布式管制移交间隔管理优化模型。2010年孙浩∞1运用扇区接受率的概念，建立了扇区管制移交间隔管理模型，以扇区容量为基础将扇区接受率换算成航空器进人扇区的间隔，通过预先分配进入扇区航空器数量，根据实际的控制时段的流量及拥挤状况得出合理的管制间隔。鉴于以上研究背景，本文将从区域管制移交角度对间隔管理问题进行研究，以基于时间管理的流量控制算法H1为思想指导，对扇区管制移交状态进行分析，以控制时段内交通流量延误最小为目标，并提出

8、间隔矩阵的概念，构建单扇区管制移交间隔管理的模型，引入增量矩阵对算法进行优化，力争得出切实、科学而有效的具体交通管理策略。l管制移交间隔管理问题1．1问题描述作为空中交通运行必不可少的管制责任转换、衔接和过渡阶段，管制移交‘53工作的形式主要有区域间收稿日期：2014—08—09修订日期：2014—08—25作者简介：杜实(1962一)，男，辽宁沈阳人，副教授，主要研究方