基于复杂网络理论的航班延误波及分析

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1、第４５卷第４期航空计算技术Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．４２０１５年７月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＪｕｌ．２０１５基于复杂网络理论的航班延误波及分析邵荃，朱燕，贾萌，张海蛟（南京航空航天大学民航学院，江苏南京２１１１０６）摘要：根据航班量较饱和的时间段构建了有向有权的复杂网络拓扑结构模型，实证分析了网络中单个机场节点的航班延误可通过邻居节点波及其他节点的特性。通过某省会机场真实的航班运行数据拟合出航班量、航班计划容量和平均延误时间的关系公式，在此基础上分析了延误航班在机场内的横向波及和机场间的纵向波及效应。结合度值定量求出不同等级机场之间的航班延误

2、纵向波及扩散概率和波及程度，为航班延误波及的预测提供了理论依据和数据支持。关键词：复杂网络理论；航班延误波及；过站时间；平均延误时间；航班量中图分类号：Ｖ３５５文献标识码：Ａ文章编号：１６７１-６５４Ｘ（２０１５）０４-００２４-０５AnalysisofFlightDelayPropagationBasedonComplexNetworkTheoryＳＨＡＯＱｕａｎ，ＺＨＵＹａｎ，ＪＩＡＭｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＨａｉ-ｊｉａｏ（CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanji

3、ng２１００１６，China）Abstract：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｉｍｅｓｌｏｔｏｆｓａｔｕｒａｔｅｄｆｌｉｇｈｔｑｕａｎｔｉｔｙｉｎａｄａｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓａｃｏｍｐｌｅｘｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌ，ｉｔｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｔｈａｔｆｌｉｇｈｔｄｅｌａｙｉｎｏｎｅａｉｒｐｏｒｔｎｏｄｅｃａｎｂｅｐｒｏｐａｇａｔｅｄｔｏｏｔｈｅｒｎｏｄｅｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｎｅｔｗｏｒｋｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｎ，ｉｔｆｉｇｕｒｅｓｏｕｔｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｏｆｆｌｉｇｈｔｑｕａｎｔ

4、ｉｔｙ，ｃａｐａｃｉｔｙｏｆｆｌｉｇｈｔｐｌａｎａｎｄａｖｅｒａｇｅｄｅｌａｙｔｉｍｅｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｆｌｉｇｈｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｄａｔａｏｆｓｏｍｅｐｒｏ－ｖｉｎｃｉａｌｃａｐｉｔａｌａｉｒｐｏｒｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｉｔ，ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｅｆｆｅｃｔｉｎａｎａｉｒｐｏｒｔａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｉｎａｉｒｐｏｒｔｓｏｆｄｅｌａｙｅｄｆｌｉｇｈｔｉｓａｎａｌｙｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔｗｉｌｌｆｉｇｕｒｅｏｕｔｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｘｔｅｎｔｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｆｌｉｇｈｔｄｅｌａｙｐｒｏｐ－ａｇａｔｉｏｎｂａｓｅｄ

5、ｏｎｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｎｏｄｅｓｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ．Ａｎｄｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｗｉｌｌｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓａｎｄｄａｔａｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｆｏｒｃａｓｔｏｆｆｌｉｇｈｔｄｅｌａｙｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ．Keywords：ｃｏｍｐｌｅｘｎｅｔｗｏｒｋｔｈｅｏｒｙ；ｄｅｌａｙｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ；ｆｌｉｇｈｔｔｕｒｎａｒｏｕｎｄｔｉｍｅ；ａｖｅｒａｇｅｄｅｌａｙｔｉｍｅ；ｆｌｉｇｈｔｑｕａｎｔｉｔｙ引言Ｐｅｔｒｉ网模型等；另一方面是从航空网络的角度分析研［４］随着我国民航业的快速发展，在机场数量与规模究，主要有

6、ＮｉｋｏｌａｓＰｙｒｇｉｏｔｉｓ提出的解析排队和网络不断加大的同时，航班延误问题日益严峻，现阶段已制分解模型研究主要机场在大型网络中延误波及的复杂［５］［６］［７］约着机场和航空公司的发展。由于天气或其他原因造现象，以及Ｇｕｉｍｅｒａ、杜文博、曾小舟等人基于成的初始航班的延误，加之相邻航班时刻的相关性和复杂网络理论，针对世界和我国航空运输系统进行了依赖性，造成后续航班、甚至后续航班目的机场的其他网络建模和宏观网络拓扑实证研究。但是，对比上述航班的延误，形成航班延误波及现象，此现象在航班延两个角度的研究，一方面从微观的纵向航班链角度分误中占有很大比例。针对此现象，国内外的

7、学者从两析航班延误波及，忽略了延误航班在机场内部对其他种角度进行了研究，一方面是构建航班延误波及模型航班的横向影响作用，难以有效分析和预测大面积航［１］具体预测航班链的延误波及效应，如刘玉洁和曹卫班延误问题，另一方面目前网络研究侧重于航线网络［２］东等人提出的基于贝叶斯网络的航班延误波及模拓扑结构的分析，对航班延误在航空运输网络的波及［３］型，丁建立等构建的多机场多航班的有色－时间扩散过程未进行深入的研究。因此，本文在前人的研究收稿日期：２０１５－０４－０７修订日期：２０１５－０６－０３基金项目：国家自然科学基金项目资助（７１３０３１１０