【摘 要】
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随着民航航班数量的不断增加,新技术应用的不断拓展,基于航迹的运行（TBO）逐渐成为可能。因此,对航空器的拟执行航迹进行科学合理的规划就显得尤为重要。同时,为了进一步提高运行安全性及效率,需要为各航迹节点规定具体的到达时刻,并由此形成4D航迹。本文选择航空器运行过程中发生冲突可能性较大、安全风险较高的进场过程进行4D航迹规划研究。首先基于调整航空器水平路径以规避与其他进场航空器之间冲突的思想,对AD
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随着民航航班数量的不断增加,新技术应用的不断拓展,基于航迹的运行（TBO）逐渐成为可能。因此,对航空器的拟执行航迹进行科学合理的规划就显得尤为重要。同时,为了进一步提高运行安全性及效率,需要为各航迹节点规定具体的到达时刻,并由此形成4D航迹。本文选择航空器运行过程中发生冲突可能性较大、安全风险较高的进场过程进行4D航迹规划研究。首先基于调整航空器水平路径以规避与其他进场航空器之间冲突的思想,对ADS-B历史进场水平航迹进行聚类,分析终端区航空器进场运行水平路径的调整规律;并基于以上规律,配合连续下降进近速度与高度剖面,建立了基于航段延长策略的航迹规划模型,通过高密度进场航班流对模型进行了仿真验证。接着,考虑通过调整进场航空器的飞行高度和速度剖面以规避终端区的动态冲突,对进场运行的空间和时间进行了降维离散化,以进场耗时和总耗油量为优化目标,提出了基于离散时空路径权重矩阵的航迹规划模型,并设计具有潜在冲突的进场程序及航班时刻表进行了仿真验证。最后,取消飞行程序中用以隔离进离场交通流的高度限制,加入对离场交通流冲突的考虑,对以上两种进场航迹规划模型进行相应改进,以试图提高终端区运行效率,并使用某机场繁忙时段真实进离场数据进行了仿真验证。本文的研究可初步实现对进场阶段航空器4D航迹的规划。经验证,相关模型生成的4D航迹可满足终端区飞行间隔的要求,同时对提高运行效率、降低燃油消耗也有一定作用,可为后人进一步研究更灵活、高效的航迹规划方法提供相应参考。
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