一种面向机场终端区的宏观仿真方法技术

本发明专利技术提供了一种面向机场终端区的宏观仿真方法，旨在针对机场终端区宏观仿真需求，在满足各类运行约束的条件下，实现对机场终端区内航班流的运行仿真，包括空域模型和机场模型两部分。空域模型主要考虑航线的上下游构型，包括一般航线、汇聚航线、分流航线三种模型；机场模型主要考虑平行双跑道的不同运行模式，包括隔离运行模式、独立运行模式、相关进近模式三种模型。该方法贴近实际，能够根据典型运行场景，针对特定的机场终端区构型，快速构建机场终端区宏观仿真架构，为探寻机场终端区的宏观运行特征提供技术支撑。的宏观运行特征提供技术支撑。的宏观运行特征提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种面向机场终端区的宏观仿真方法


[0001]本专利技术涉及一种面向机场终端区的宏观仿真方法。

技术介绍

[0002]机场终端区是空中交通运行的重要组成部分，主要用于航空器的起飞与降落，因此机场终端区内存在大量的飞行冲突，尤其是近年来随着国内民航的迅速发展，机场终端区的规模与不断扩大，多机场机场终端区的数量也不断增加，如何度量机场终端区的效率性与安全性是当下的热点问题。
[0003]仿真技术是识别机场终端区运行瓶颈、预测机场终端区运行态势的常用技术之一，其兼具低成本、客观性的特征使其应用范围不断增大，引起了国内外研究机构的广发关注。当前大部分对机场终端区仿真技术的研究主要集中于微观层面，包括动态路径规划、战术级航线改变、起降排序等内容，所采用的技术有决策森林、粒子群算法、A*算法等；该类研究关注与微观的冲突探测与解脱，重点关注了机场终端区局部的特征提取与优化，缺乏对机场终端区宏观运行过程以及机场终端区内交通流演变规律的研究。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术着眼于机场终端区宏观仿真所需的关键模型，依托元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向机场终端区的宏观仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对机场终端区的微观运行条件进行设定；步骤2，根据机场终端区内航线结构的分布特征，将机场终端区内航线分为一般航线、汇聚航线和分流航线，并分别构建元胞传输模型；其中，汇聚航线是指与上游至少两条航线直接相连的航线；分流航线是指与下游至少两条航线直接相连的航线；其余航线为一般航线；步骤3，构建隔离运行模式、独立运行模式和相关进近模式三种元胞传输模型，完成机场终端区宏观仿真。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：进行如下设定：将机场终端区内的交通流视为连续均质流体；航空器在各个元胞内分布均匀；不同类型的元胞内交通流平均速度存在差异；机场终端区内的运行参数能够随时间发生变化；机场终端区内的航空器具有相同的优先级；机场终端区内进离场航线分离。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2包括：步骤2
‑
1，定义航线元胞为j，在第t个时间片的流入率为q
j
‑1(t)，流出率为q
j
(t)，存量为N
j
(t)，单位仿真时间步长为dT；元胞内航空器的平均飞行速度为元胞长度为l
j
，且满足约束条件航班流在进离场阶段会在航线元胞内均匀流动，并且航线元胞的流入流量、流出流量和元胞存量变化率满足能量守恒关系，能量守恒关系表示为N
j
(t)＝N
j
(t
‑
1)+q
j
‑1(t)dT
‑
q
j
(t)dT；步骤2
‑
2，建立一般航线的元胞传输模型：定义航线元胞j在第t个时间片的飞行间隔为sep
j
(t)，设定飞机的平均长度为lf，则航线元胞j的容量C
j
表示为：流入量为：流出量为：航线元胞的存量变化表示为：N
j
(t)＝N
j
(t
‑
1)+q
j
‑1(t)dT
‑
q
j
(t)dT；航线元胞j造成的流量损失量表示为：
步骤2
‑
3，建立汇聚航线的元胞传输模型：定义航线元胞j在第t个时间片的飞行间隔为sep
j
(t)，设定飞机的平均长度为lf，则航线元胞j的容量C
j
表示为：定义上游航线元胞的最大流出量为则流入量为：其中α
j
‑1(t)是指在第t个时间片由上游航线元胞j
‑
1流入航线元胞j的流量比例，即流出量为：航线元胞的存量变化表示为N
j
(t)＝N
j
(t
‑
1)+q
j
‑1(t)dT
‑
q
j
(t)dT；航线元胞j造成的流量损失量表示为：步骤2
‑
4，建立分流航线的元胞传输模型：定义航线元胞j在第t个时间片的飞行间隔为sep
j
(t)，设定飞机的平均长度为lf，则航线元胞j的容量C
j
表示为：流入量为定义下游航线元胞的最大接收量为C＝(C
j+1
‑
N
j+1
(t))+(C
j+2
‑
N
j+2
(t))，则流出量为其中β
j+1
(t)是指在第t个时间片由上游航线元胞j流入航线元胞j+1的流量比例，即航线元胞存量变化表示为N
j
(t)＝N
j
(t
‑
1)+q
j
‑1(t)dT
‑
q
j
(t)dT。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3包括：步骤3
‑
1，定义机场元胞i为组合型元胞，由子跑道元胞m,n组成；定义机场元胞i在第t个时间片的流入率为q
i
‑1(t)，流出率为q
i
(t)，存量为N
i
(t)，单位仿真时间步长为dT；跑道元胞m内的平均滑行速度为跑道元胞n内的平均滑行速度为跑道元胞m的长度为lr
m
，跑道元胞n的长度为lr
n
，且满足约束条件机场元胞的流入流量、流出流量和元胞存量变化率满足能量守恒关系，能量守恒关系表示为N
i
(t)＝N
i
(t
‑
1)+q
i
‑1(t)dT
‑
q
i
(t)dT；步骤3
‑
2，构建隔离运行模式的元胞传输模型；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：董斌，丁辉，张阳，邓科，严勇杰，黄吉波，施书成，王凯，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
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