TBO模式下终端区进场交通流运行特性研究

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随着全球民航产业的快速发展,持续增长的交通需求和逐渐趋于饱和的可用空域资源促使未来空中交通管理向基于航迹运行(Trajectory Based Operation,TBO)的精细化管理模式转变。作为飞行冲突、交通拥堵和航班延误的易发区域,机场终端区内交通流运行情况的改善对提升整体空中交通运行具有十分重要的意义。本文从终端区交通流时空特性角度出发,结合TBO相关理念,以进场交通流为研究主体,运用优化建模、仿真实验等方法对未来TBO模式下的终端区进场交通流运行特性进行了研究。首先,明确了终端区交通流时空特性相关参数的定义与计算方法,并根据当前运行模式下的终端区实际数据对具有代表性的参数进行了统计分析,在此基础上阐述了不同流量背景下的终端区交通流特性差异及特定参数间的相互关系变化。然后,着眼于未来TBO模式,根据截点直飞进场及融合点进场的相关概念,以法国巴黎戴高乐机场为例,采用其公布的终端区构型及进离场程序,分别建立了对应的TBO模式下截点直飞进场方式交通流优化模型及融合点进场方式交通流优化模型。最后,收集戴高乐机场原始航班数据,借助空中交通仿真平台生成四维飞行航迹作为TBO模式下的航班计划;将该计划分别带入截点直飞模型与融合点模型进行优化,求解后生成一系列控制过点时间;分析原始航班计划,同时对比两种模型优化后的交通流参数计算结果,验证了模型的正确性及有效性;加入灵敏度实验,探究了特定参数对于优化结果产生的影响。研究结果表明,模型可通过航迹选择、时隙分配、动态间隔及交换顺序等方式保持交通流安全高效运行:在冲突解脱方面,两种模型均有效化解了855次航路点冲突,保证了关键位置点的运行安全;在缩小间隔方面,优化后的进场间隔均匀、整体过点时间前移,有利于释放时隙及空域资源,缓解交通流压力;在降低延误方面,两种模型有利于航空器快速、灵活、有序进场,提高了交通流运行效率。
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