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终端区空域扇区规划与仿真一体化系统研究

作　者: 苗亚
导　师: 韩松臣；张明
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 终端区空域功能性扇区划分设计仿真一体化通用性 SuperMap GIS
分类号: V355
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着空中交通流量的持续增长,各项数据和研究都表明终端区空域结构不合理导致的空中交通拥挤问题日益严重。通过对终端区空域结构优化划分的研究,不仅能够保证终端区空域安全,提高终端区空域的容量,还可以大大改善和提高全国空域空中交通服务能力。本文紧密联系我国终端区空域实际情况,着重对终端区空域结构优化中的扇区优化划分问题进行了阐述。针对传统的地理性扇区划分方法对于某些飞行流量密集、航路结构复杂的多机场多跑道终端空域暴露出的许多问题,本文依据功能性扇区划分方法,在终端管制区进离场航路分离的条件下,将扇区的概念扩展为航路、航段的集合。将飞行航段作为扇区优化的基本单元,按照双层扇区优化模型进行优化搜索,通过空域功能同一性进行组合,形成不同于传统扇区形状的功能性扇区,使得空域能够得到更高效、更集中的利用。本文通过对整个终端区空域运行情况及其影响因素进行深入的分析,构建了终端区空域设计仿真一体化模型,并初步探讨了系统通用性的构造方法,基于SuperMap GIS地理信息平台开发了终端区空域设计仿真一体化系统。最后,对上海终端区空域进行了设计仿真评估,并提出了优化设计方案,通过对仿真结果的分析验证了系统模型的正确性、可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
图表清单  9-12
第一章绪论  12-18
  1.1 研究背景及意义  12-13
    1.1.1 研究背景  12
    1.1.2 研究目的和意义  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-16
    1.2.1 终端空域扇区优化划分研究现状  13-14
    1.2.2 设计仿真一体化建模技术的研究现状  14-16
  1.3 本文主要研究内容  16-18
第二章终端区空域功能性扇区划分  18-34
  2.1 引言  18
  2.2 功能性扇区优化划分模型  18-33
    2.2.1 功能性扇区优化综述  18-20
    2.2.2 航路网络结构拓扑  20-21
    2.2.3 航段工作负荷计算  21-24
    2.2.4 扇区数量计算模型  24
    2.2.5 扇区优化目标函数  24-27
    2.2.6 扇区边界的计算  27-33
  2.3 本章小结  33-34
第三章终端区空域设计仿真一体化系统建设  34-61
  3.1 引言  34
  3.2 终端区空域相关问题概述  34-36
    3.2.1 终端区空域的构成及活动  34-35
    3.2.2 终端区空域主要影响因素分析  35-36
  3.3 系统需求分析  36-39
    3.3.1 功能需求分析  37-38
    3.3.2 非功能需求分析  38-39
    3.3.3 领域需求分析  39
  3.4 系统总体设计  39-42
    3.4.1 系统设计总体目标  39-40
    3.4.2 系统的总体架构  40-41
    3.4.3 系统的总体流程  41-42
  3.5 系统构造方法  42-45
    3.5.1 通用性构造  42
    3.5.2 模拟单元构造  42-43
    3.5.3 分层插件式构造  43-45
  3.6 系统功能建模  45-54
    3.6.1 可视化辅助设计模块  45-46
    3.6.2 随机飞机流产生模块  46-50
    3.6.3 仿真运行模块  50-51
    3.6.4 仿真显示模块  51
    3.6.5 仿真结果分析模块  51-52
    3.6.6 数据存储及维护模块  52-54
  3.7 系统设计及实现  54-59
    3.7.1 系统主界面  54
    3.7.2 可视化辅助设计  54-56
    3.7.3 随机飞机流生成  56-57
    3.7.4 仿真运行  57
    3.7.5 仿真显示  57-58
    3.7.6 仿真结果分析  58-59
    3.7.7 数据存储及维护  59
  3.8 本章小结  59-61
第四章上海终端区空域设计仿真评估  61-78
  4.1 引言  61
  4.2 上海终端区空域概况  61-62
    4.2.1 上海终端区空域范围  61-62
    4.2.2 上海终端区机场情况  62
  4.3 上海终端区空域设计仿真  62-73
    4.3.1 航路网络结构  62-63
    4.3.2 扇区结构  63-67
    4.3.3 随机飞机流  67-68
    4.3.4 仿真运行  68-69
    4.3.5 仿真显示  69-70
    4.3.6 仿真结果统计分析  70-73
  4.4 上海终端区空域优化方案  73-77
    4.4.1 航路网络结构优化  73
    4.4.2 扇区结构优化  73-76
    4.4.3 优化方案评估验证  76-77
  4.5 本章小结  77-78
第五章总结与展望  78-80
参考文献  80-83
致谢  83-84
在校期间研究成果  84

终端区空域扇区规划与仿真一体化系统研究

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