終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)評價(jià)方法*

蔣京芩 張洪海 邱啟倫

(南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院 南京 211106)

終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)評價(jià)方法*

蔣京芩 張洪海 邱啟倫

(南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院 南京 211106)

為客觀、有效地評價(jià)終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)，建立了機(jī)動(dòng)等待次數(shù)、機(jī)動(dòng)等待行為比、流量比、速度比、密度等一系列擁擠狀態(tài)評價(jià)關(guān)鍵指標(biāo)，提出了一種基于FCM的終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)評價(jià)方法，并借助SIMMOD仿真軟件，以國內(nèi)某終端管制區(qū)為實(shí)例進(jìn)行仿真驗(yàn)證，分析了終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)時(shí)空演變規(guī)律.仿真結(jié)果表明，該方法能夠從點(diǎn)、線、體等多維度有效評價(jià)終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁堵狀態(tài)，非常符合空中交通運(yùn)行特點(diǎn)和空中交通管制實(shí)際需求.

評價(jià)方法；終端區(qū)；空中交通擁擠；FCM；SIMMOD

0 引 言

空中交通擁擠是指由于空域單元(重要點(diǎn)、航線段、終端區(qū)等)運(yùn)行能力不足以滿足持續(xù)飛行需求而造成航空器排隊(duì)、空中等待、機(jī)動(dòng)繞飛等的空中交通現(xiàn)象.目前，有關(guān)空中交通擁擠的識別方法多集中在扇區(qū)、航路和機(jī)場，對終端區(qū)進(jìn)行交通擁擠評價(jià)的研究尚不多見.文獻(xiàn)[1]中指出，通過比較扇區(qū)、定位點(diǎn)和機(jī)場的流量需求和相應(yīng)的擁擠告警標(biāo)準(zhǔn)(monitor/alert parameter, MAP)，即識別出空中交通的擁擠情況.Dorado等[2]同樣將扇區(qū)MAP與扇區(qū)需求進(jìn)行比較，從而識別出扇區(qū)擁擠狀態(tài).Penny等[3]采用聚類分析方法識別不同空中交通擁擠狀態(tài).Sun等[4]通過建立空中交通流的歐拉-拉格朗日元胞傳輸模型對扇區(qū)交通需求進(jìn)行預(yù)測，并將其與扇區(qū)閾值比較，識別扇區(qū)擁擠狀態(tài).Rehwald等[5]將機(jī)場進(jìn)離場交通需求與容量進(jìn)行比較，從而識別出機(jī)場交通擁擠狀態(tài).Grabbe等[6]對天氣因素和交通流特征參數(shù)進(jìn)行聚類，識別不同擁擠狀態(tài).趙嶷飛等[7-8]提出當(dāng)量流量的概念，并通過將當(dāng)量流量與容量相比較的方法識別扇區(qū)擁擠情況，建立了機(jī)場、航路、終端區(qū)和扇區(qū)的擁擠指標(biāo)，并基于證據(jù)理論對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)，識別出管制區(qū)域的空中交通整體擁擠狀況.李善梅[9]從航空網(wǎng)絡(luò)的角度，引入復(fù)雜性科學(xué)思維，對擁擠行為的形成機(jī)理進(jìn)行研究，基于擁擠行為的研究結(jié)果建立了空中交通擁擠度量指標(biāo)，并進(jìn)行了機(jī)場、交叉航路和終端區(qū)的擁擠識別.徐肖豪等[10]通過采集的雷達(dá)數(shù)據(jù)，提取影響終端區(qū)交通態(tài)勢的屬性指標(biāo)，運(yùn)用C-均值聚類(FCM)方法建立了終端區(qū)交通態(tài)勢識別模型，對終端區(qū)進(jìn)行交通態(tài)勢識別.李楠等[11]將粗糙集理論納入考慮，結(jié)合模糊關(guān)系矩陣構(gòu)建出了終端區(qū)交通態(tài)勢識別模型.李善梅等[12]建立了交叉航路擁擠度指標(biāo)，并提出了基于灰色聚類的交叉航路擁擠識別方法.

然而，以上研究，無論是針對扇區(qū)、航路，或是終端區(qū)，所提出的空中交通擁擠指標(biāo)和相應(yīng)的識別方法均是將扇區(qū)或終端區(qū)等當(dāng)成一個(gè)整體進(jìn)行擁擠識別，并未考慮不同擁擠狀態(tài)下，其內(nèi)部各要素(重要點(diǎn)、航線段等)的擁擠狀況，識別較為粗略，無法提取更為細(xì)致的管理措施.基于上述不足，文中首先建立了針對空中交通運(yùn)行特點(diǎn)、符合管制工作實(shí)際需要的終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)評價(jià)指標(biāo)；然后，提出了基于模糊C-均值聚類(FCM)的終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)評價(jià)方法；最后，結(jié)合實(shí)例，分析了終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)時(shí)空演變規(guī)律.

1 終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)評價(jià)指標(biāo)

1) 機(jī)動(dòng)等待次數(shù)nt0～t1機(jī)動(dòng)等待次數(shù)是指在時(shí)段t0～t1內(nèi)，空域單元的航空器發(fā)生機(jī)動(dòng)繞飛、空中等待行為的航空器數(shù)量.機(jī)動(dòng)等待次數(shù)是直接衡量空中交通擁擠程度的直觀指標(biāo)，對評價(jià)空域單元運(yùn)行狀況、衡量空中交通擁擠的嚴(yán)重程度具有重要意義.

(1)

2) 機(jī)動(dòng)等待行為比λt0～t1機(jī)動(dòng)等待行為比是指在時(shí)段t0～t1內(nèi)，空域單元的航空器發(fā)生機(jī)動(dòng)繞飛、空中等待等行為的數(shù)量與總航空器數(shù)量之比.機(jī)動(dòng)等待行為比是機(jī)動(dòng)等待次數(shù)的進(jìn)一步深化，包含空域單元內(nèi)航空器數(shù)量的內(nèi)涵，能綜合衡量該類航空器受擁擠的影響程度.

(2)

式中：nt0～t1為時(shí)段t0～t1內(nèi)，空域單元內(nèi)發(fā)生機(jī)動(dòng)繞飛、空中等待等行為的航空器數(shù)量；Nt0～t1為時(shí)段t0～t1內(nèi)，空域單元內(nèi)所有航空器數(shù)量.

3) 流量比σt0～t1流量比是指在時(shí)段t0～t1內(nèi)，空域單元的流量與相等時(shí)長內(nèi)的歷史平均流量之比.流量比不僅能反映當(dāng)前空域單元運(yùn)行狀況，且結(jié)合其空域單元運(yùn)行常態(tài)，能對不同大小，甚至不同區(qū)域的空域單元進(jìn)行橫向比較，用以反映航空器飛行順暢狀態(tài).

(3)

4) 速度比αt0～t1速度比是指在時(shí)段t0～t1內(nèi)，單位空域單元內(nèi)所有航空器的平均飛行速度與相等時(shí)長內(nèi)的歷史平均速度之比.速度比包含空域單元本質(zhì)速度屬性，各空域單元由于所處位置不同，擁有不同的速度屬性，若選用平均速度為識別指標(biāo)，無法進(jìn)行直接比較，速度比克服了這一障礙，可反映不同空域單元的交通暢通程度，速度比越大，空中交通流越暢通.

(4)

5) 密度kt0～t1密度是體現(xiàn)空域單元內(nèi)航空器密集程度的量，可從宏觀和微觀2個(gè)角度進(jìn)行描述，宏觀定義為某單位空域單元內(nèi)包含的航空器數(shù)量，微觀層面上定義為空域單元內(nèi)，具有“跟隨”性質(zhì)的兩架航空器之間的距離，可細(xì)分為機(jī)頭時(shí)距和機(jī)頭間距.文中采用宏觀定義，指在時(shí)段t0～t1內(nèi)，單位空域單元內(nèi)包含的航空器平均數(shù)量.

(5)

式中：Nt為管制終端區(qū)瞬時(shí)時(shí)刻t，空域單元內(nèi)的航空器數(shù)量；P為某一觀測區(qū)間，可以是航線段長度、終端區(qū)面積或者體積，t0，t1分別為起始時(shí)間.

根據(jù)不同評價(jià)指標(biāo)的適用條件，可針對重要點(diǎn)、航線段和終端區(qū)選取多個(gè)評價(jià)指標(biāo)，以達(dá)到不同空域單元的空中交通擁擠狀態(tài)評價(jià)目的，各空域單元可選取評價(jià)指標(biāo)見表1.

表1 終端區(qū)空域單元評價(jià)指標(biāo)選取

2 基于FCM的終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)評價(jià)方法

模糊C-均值聚類算法(FCM)是一種比較典型的模糊聚類算法，是基于模糊集合的軟劃分，其基本思想是在給定分類數(shù)的條件下，通過循環(huán)使同類對象間的相似度最小，并得到每個(gè)樣本隸屬于某一類的程度，即模糊集合的隸屬度，通過最大隸屬度原則，可將其劃分到某一模糊集合中.結(jié)合FCM對終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)步驟如下.

步驟1 提取空域單元結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，包括終端區(qū)航路結(jié)構(gòu)、各航段長度、重要點(diǎn)位置及坐標(biāo)、終端區(qū)走廊口分布等數(shù)據(jù)，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫.

步驟2 分析空域單元空間結(jié)構(gòu)，分別提取各重要點(diǎn)、航線段及整個(gè)終端區(qū)擁擠評價(jià)所需的各類數(shù)據(jù)，計(jì)算評價(jià)時(shí)間片內(nèi)終端區(qū)“點(diǎn)-線-體”空中交通擁擠評價(jià)指標(biāo)值.

步驟3 采用相關(guān)系數(shù)分析法分別對終端區(qū)“點(diǎn)-線-體”空中交通擁擠評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，篩除相關(guān)性較大的指標(biāo)，計(jì)算各指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)rjk.

(6)

步驟4 采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論，基于模糊C-均值聚類算法(FCM)對終端區(qū)重要點(diǎn)、航線段及整個(gè)終端區(qū)的空中交通擁擠評價(jià)指標(biāo)分別進(jìn)行聚類，并得出相應(yīng)的聚類中心，對終端區(qū)“點(diǎn)-線-體”擁擠狀態(tài)進(jìn)行歸類.

步驟5 初始化隸屬度矩陣U

建立初始隸屬度矩陣U，令

U=(uni)N×I,?uni∈[0,1]且

式中：uni為第i個(gè)指標(biāo)樣本序列隸屬于第n個(gè)安全等級分類的程度；N為擁擠狀態(tài)等級分類數(shù)，文中均取N=4，即重要點(diǎn)擁擠狀態(tài)等級、航線段擁擠狀態(tài)等級和終端區(qū)擁擠狀態(tài)等級均分為自由、暢行、擁擠、擁塞四類，即：

Class={“自由”“暢行”“擁擠”“擁塞”}(8)

步驟6 計(jì)算個(gè)分類的聚類中心Cn

(9)

聚類中心矩陣Cn={C1,C2,C3,C4}.式中:C1,C2,C3,C4分別是自由狀態(tài)、暢行狀態(tài)、擁擠狀態(tài)及擁塞狀態(tài)的特征向量；m為加權(quán)指數(shù)，其取值大小影響模糊聚類結(jié)果的正確性和聚類性能.

步驟7 計(jì)算FCM價(jià)值函數(shù)J

式中：dni為第n個(gè)分類的聚類中心與第i個(gè)數(shù)據(jù)之間的歐氏距離；m為加權(quán)指數(shù)；J的值反映類內(nèi)緊致性，越小，表明聚類越緊致.

將前后2次的價(jià)值函數(shù)值J進(jìn)行比較，如果價(jià)值函數(shù)值改變量ΔJ小于閾值ε，則轉(zhuǎn)步驟9，否則轉(zhuǎn)步驟8.

步驟8 更新隸屬矩陣U

(11)

重復(fù)步驟6、步驟7.

步驟9 輸出隸屬度矩陣U，依據(jù)最大隸屬度原則將各數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擁擠狀態(tài)歸類，即

(12)

3 實(shí)例仿真分析

3.1 基于SIMMOD的終端區(qū)交通仿真

使用SIMMOD對鄭州新鄭國際機(jī)場(ZHCC)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行仿真，對其終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)進(jìn)行評價(jià).以其雙跑道隔離運(yùn)行模式為例，構(gòu)建終端區(qū)空中交通仿真場景，見圖1.除空域結(jié)構(gòu)外，其他基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)定如下：終端區(qū)最小管制間隔為10km，與尾流間隔標(biāo)準(zhǔn)取大值；連續(xù)進(jìn)近的兩架航空器五邊間隔為10km，同時(shí)滿足尾流間隔標(biāo)準(zhǔn)；進(jìn)場移交間隔為30km.FCM參數(shù)設(shè)置：加權(quán)指數(shù)m=2[13]，停止閾值ε=10-5.選取2016年2月4日的航班計(jì)劃作為仿真評估模型數(shù)據(jù)源，分析終端區(qū)進(jìn)場交通流擁擠情況，選取終端區(qū)進(jìn)場走廊口點(diǎn)、進(jìn)場航段交匯點(diǎn)作為重要點(diǎn)，各重要點(diǎn)之間的進(jìn)場航段作為分析航段，見表2～3.以15min為時(shí)間片，分別統(tǒng)計(jì)全天24h內(nèi)終端區(qū)“點(diǎn)-線-體”空中交通擁擠評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)，部分時(shí)間片的數(shù)據(jù)見表4～5.

圖1 鄭州SIMMOD仿真環(huán)境

序號重要點(diǎn)名稱備注序號重要點(diǎn)名稱備注1TAMIX進(jìn)場移交點(diǎn)5DUBAG航段匯聚點(diǎn) 2P320進(jìn)場移交點(diǎn)6D12．5DZY航段匯聚點(diǎn) 3ZHOUKOU進(jìn)場移交點(diǎn)7IAF起始進(jìn)近定位點(diǎn)4WEIXIAN進(jìn)場移交點(diǎn)8IF中間進(jìn)近定位點(diǎn)

表3 終端區(qū)航線段選取

表4 航線段IAF-IF擁擠狀態(tài)評價(jià)指標(biāo)

表5 終端區(qū)擁擠狀態(tài)評價(jià)指標(biāo)

3.2 終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)評價(jià)結(jié)果分析

將擁擠狀態(tài)等級劃分為自由、暢行、擁擠、擁塞四類，采用相關(guān)系數(shù)分析法分別對重要點(diǎn)、航線段、終端區(qū)的相應(yīng)指標(biāo)值進(jìn)行相關(guān)性分析，重要點(diǎn)保留U12，U13，航線段保留U22，U24和U25，終端區(qū)U31，U32，U33，U34和U35全部保留，終端區(qū)各指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)見表6.

表6 終端區(qū)擁擠狀態(tài)評價(jià)指標(biāo)相關(guān)性分析

采用MATALB編程軟件實(shí)現(xiàn)模糊C-均值聚類，分別對重要點(diǎn)、航線段及終端區(qū)的空中交通擁擠評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行聚類，得出相應(yīng)的聚類中心.

Cdot={c1,c2,c3,c4}=

Cline={c1,c2,c3,c4}=

Cterminal={c1,c2,c3,c4}=

該矩陣的c1,c2,c3,c4分別是自由狀態(tài)、暢行狀態(tài)、擁擠狀態(tài)及擁塞狀態(tài)的特征向量，采用最大隸屬度原則對各“點(diǎn)-線-體”數(shù)據(jù)進(jìn)行擁擠狀態(tài)歸類，即可得出重要點(diǎn)、航線段、終端區(qū)不同時(shí)間片內(nèi)的不同擁擠狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)終端區(qū)“點(diǎn)-線-體”的空中交通擁擠狀態(tài)評價(jià).實(shí)際運(yùn)行中，一般用延誤時(shí)間大概反應(yīng)終端區(qū)擁擠程度，故統(tǒng)計(jì)相應(yīng)時(shí)間片的延誤進(jìn)行對比分析，以檢驗(yàn)文中方法的有效性.不同重要點(diǎn)、航線段在不同時(shí)間片所對應(yīng)的擁擠狀態(tài)各不相同，選取TAMIX,ZHOUKOU,IAF和IF等4個(gè)重要點(diǎn)為例，展示終端區(qū)“點(diǎn)”的FCM評價(jià)結(jié)果與延誤對比結(jié)果，見圖2.航線段“線”和終端區(qū)“體”的評價(jià)結(jié)果，可進(jìn)行完整全時(shí)間片展示，見圖3～4.

在圖2中，柱狀圖表示FCM評價(jià)結(jié)果，折線圖表示延誤.由圖2可知，運(yùn)用FCM對終端區(qū)“點(diǎn)”進(jìn)行擁擠狀態(tài)評價(jià)與真實(shí)情況基本一致.對比圖a)和圖b)可知，雖然重要點(diǎn)TAMIX和ZHOUKOU同為進(jìn)場移交點(diǎn)，但重要點(diǎn)TAMIX多處于暢行狀態(tài)，而重要點(diǎn)ZHOUKOU則擁擠較多，這是由于ZHOUKOU方向的航班流占進(jìn)場航班流的52.1%，承擔(dān)了一半多的進(jìn)場交通流量，且航段ZHOUKOU-IAF距離較短，IAF又為匯聚點(diǎn)，導(dǎo)致航空器容易在重要點(diǎn)ZHOUKOU處盤旋等待.對比圖c)和圖d)可知，起始進(jìn)近定位點(diǎn)IAF與中間進(jìn)近定位點(diǎn)IF雖然擁擠狀態(tài)各異，但明顯看出，較IAF而言，IF更多時(shí)間處于擁擠或擁塞狀態(tài)，更為繁忙，與運(yùn)行實(shí)際相符，且當(dāng)IAF處于擁塞狀態(tài)時(shí)，IF也基本處于擁塞狀，這是由于2點(diǎn)為進(jìn)場航班流前后點(diǎn)，且相距較近，易相互影響.

圖2 重要點(diǎn)擁擠狀態(tài)與延誤對比圖

由圖3可知，深色表示FCM評價(jià)結(jié)果，淺色表示延誤(由于航段WEIXIAN-DUBAG無進(jìn)場航班流，故不予考慮).選用密度、速度比、流量比等擁擠評價(jià)指標(biāo)，基于FCM聚類分析方法所得的“線”擁擠狀態(tài)評價(jià)結(jié)果與延誤相一致.航段TAMIX-DUBAG、DUBAG-D12.5DZY和航段P320-D12.5DZY相比于其他航段，運(yùn)行較為順暢，無擁塞狀態(tài)出現(xiàn)，只較少時(shí)間出現(xiàn)擁擠狀態(tài)，這是由于從TAMIX和P320方向的進(jìn)場航班流占比不大，且采用跑道30方向進(jìn)場，距起始進(jìn)近定位點(diǎn)較遠(yuǎn)，可較早調(diào)配沖突、有效控制航空器間隔，整體運(yùn)行順暢.對比圖3d)～f)可知，雖然航段D12.5DZY-IAF為匯聚航段，但相比于航段ZHOUKOU-IAF的大流量，航段D12.5DZY-IAF出現(xiàn)擁擠及擁塞狀態(tài)略少，航段IAF-IF為雖然最后匯聚航段，但由于該航段主要用于航空器下降高度，且前航段已完成進(jìn)場排序，故該航段出現(xiàn)的擁擠及擁塞狀態(tài)也比航段ZHOUKOU-IAF少，與實(shí)際情況相符.

圖4 終端區(qū)擁擠狀態(tài)與延誤對比圖

由圖4可知，淺色表示FCM評價(jià)結(jié)果，深色表示延誤，圖4a)為選用機(jī)動(dòng)等待次數(shù)、機(jī)動(dòng)等待行為比、密度、流量比、速度比作為擁擠評價(jià)指標(biāo)，基于FCM聚類分析方法所得結(jié)果，且終端區(qū)流量比和速度比評價(jià)指標(biāo)為該時(shí)間片內(nèi)各進(jìn)場航段的平均值；圖4b)為選用機(jī)動(dòng)等待次數(shù)、機(jī)動(dòng)等待行為比、密度、流量、平均速度作為擁擠評價(jià)指標(biāo)，基于FCM聚類分析方法所得結(jié)果，其中，流量為終端區(qū)相應(yīng)時(shí)間片內(nèi)進(jìn)場架次之和，平均速度為終端區(qū)相應(yīng)時(shí)間片內(nèi)所有進(jìn)場航空器的平均速度.對比圖a)和圖b)可知，選用不同評價(jià)指標(biāo)，終端區(qū)擁擠狀態(tài)判別也各不相同，且圖b)出現(xiàn)擁擠狀態(tài)更多，但對比延誤可知，圖a)的評價(jià)結(jié)果與延誤更一致，圖b)中，個(gè)別時(shí)間段如11:30—11:45，16:45—17:00，21:45—22:00等出現(xiàn)了高擁擠低延誤情況，評價(jià)結(jié)果與延誤較不相符.這是由于圖4b)選用的流量和平均速度2個(gè)評價(jià)指標(biāo)為終端區(qū)整體評價(jià)值，并未考慮各航段具體運(yùn)行情況，若終端區(qū)航空器數(shù)量較多，但各航段分布均勻，終端區(qū)并非擁擠，故文中針對終端區(qū)運(yùn)行，提出的機(jī)動(dòng)等待次數(shù)、機(jī)動(dòng)等待行為比、密度、流量比、速度比評價(jià)指標(biāo)更能反映終端區(qū)擁擠狀態(tài)，更加符合實(shí)際情況，評價(jià)結(jié)果更加準(zhǔn)確.

根據(jù)重要點(diǎn)、航線段以及終端區(qū)不同時(shí)間片內(nèi)的擁擠狀態(tài)，即可評價(jià)終端區(qū)“點(diǎn)-線-體”全天的擁擠狀態(tài).為更全面地展示終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)，選取10:30～11:30時(shí)間段4個(gè)時(shí)間片的擁擠狀態(tài)為展示，該時(shí)段包含了終端區(qū)“自由、暢行、擁擠、擁塞”4種擁擠狀態(tài)，結(jié)合重要點(diǎn)和航線段，以便更加具體形象地評價(jià)終端區(qū)“點(diǎn)-線-體”不同擁擠狀態(tài).見圖5.

圖5 終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)時(shí)空演變過程

由圖5可知，重要點(diǎn)周圍的淺綠色圓圈代表重要點(diǎn)擁擠狀態(tài)，圓圈越大，擁擠越嚴(yán)重，航線段的不同擁擠狀態(tài)用顏色加以區(qū)分，顏色從淺到深，擁擠越發(fā)嚴(yán)重，該時(shí)段終端區(qū)擁擠狀態(tài)先后為“暢行、擁塞、擁擠、自由”，各重要點(diǎn)和航線段的不同擁擠狀態(tài)也一覽無余，可以看出，重要點(diǎn)和航線段呈現(xiàn)出的擁擠狀態(tài)越多，所對應(yīng)的終端區(qū)也處于更為擁擠的狀態(tài)，相反，重要點(diǎn)和航線段并無擁擠或擁擠狀態(tài)較少，所對應(yīng)的終端區(qū)也較為順暢，與實(shí)際運(yùn)行相符.

4 結(jié) 束 語

文中建立了機(jī)動(dòng)等待次數(shù)、機(jī)動(dòng)等待行為比、流量比、速度比、密度等5個(gè)能反映空中交通擁擠狀態(tài)且容易獲取的評價(jià)指標(biāo)，并提出了終端區(qū)進(jìn)場交通流空中交通擁擠狀態(tài)綜合模糊聚類評價(jià)方法，結(jié)合仿真模擬數(shù)據(jù)，對終端區(qū)各重要點(diǎn)、航線段以及整個(gè)終端區(qū)的進(jìn)場交通流空中交通擁擠的時(shí)空演變進(jìn)行了量化研究.

文中針對終端區(qū)進(jìn)場進(jìn)行評價(jià)，未考慮離場，同時(shí)在實(shí)現(xiàn)終端區(qū)所有元素?fù)矶略u價(jià)的基礎(chǔ)上，深入分析各元素?fù)頂D狀態(tài)之間的相互影響規(guī)律以及受外界環(huán)境影響的規(guī)律，揭示終端區(qū)擁擠時(shí)空演變機(jī)理將是下一步的研究重點(diǎn).

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Evaluating Method of Air Traffic Congestion State of Approaching Traffic Flow in Terminal Areas

JIANG Jingqin ZHANG Honghai QIU Qilun

(CollegeofCivilAviation,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing211106,China)

In order to objectively and effectively evaluate the air traffic congestion of approaching traffic flow in terminal area, the evaluating key indicators are constructed, including the maneuvering and waiting time, maneuvering and waiting ratios, flow ratio, velocity ratio and density. Besides, an evaluation method of air traffic congestion state of approaching traffic flow in terminal areas is proposed based on FCM. Finally, a terminal airspace is presented as an example, and its air traffic flow is simulated by SIMMOD simulation software, the spatial-temporal evolution of terminal area air traffic congestion of approaching traffic flow is analyzed. The simulation results show that it is an effective identification method for evaluating congestion state of approaching traffic flow in terminal area from the significant point, air route and the whole terminal, and it is in line with the operation characteristics and actual demand of air traffic.

evaluating method; terminal; air traffic congestion; FCM; SIMMOD

2016-08-02

*國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(61573181)、江蘇省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(BK20131366)、南京航空航天大學(xué)研究生創(chuàng)新基地(實(shí)驗(yàn)室)開放基金項(xiàng)目(KFJJ20150708)資助

U8

10.3963/j.issn.2095-3844.2016.06.020

蔣京芩(1992—)：女，碩士生，主要研究領(lǐng)域?yàn)榭罩薪煌髁抗芾?/p>