进场航班空中交通流量控制优化研究
宋晓羽
（中国民航大学空中交通管理学院，天津３００３００）
摘 要：随着空中交通流量的持续增长，我国现实行的尾随间隔流量控制策略由于缺乏对整体控制效果的综合考虑，已经无法满足实际运行的需求，为此提出了一种对交通流总量控制的流量控制策略，建立了以最小化航班总延误系数为目标的控制优化模型，研究了以区域入口点为限制点的进场航班流量优化控制问题，利用滑动窗算法对模型进行了求解。结果表明，流量控制策略能够大幅减少航班延误时间，将航班之间的延误程度控制在相对均衡的水平，验证了策略和模型的可行性。
关键词：空中交通流量管理；尾随间隔；总量控制模型；滑动窗算法
中图分类号：Ｖ３７７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１-６５４Ｘ（２０１８）０３-００６０-０４
Study on Air Traffic Flow Control Optimization of Arrival Flight
ＳＯＮＧＸｉａｏ-ｙｕ
（College of Air Traffic Management ，Civil Aviation University of China ，Tianjin ３００３００，China ）Abstract ：Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｇｒｏｗｔｈｏｆａｉｒｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗ，ｄｕｅｔｏｔｈｅｌａｃｋｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｃｏｎｔｒｏｌｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅｍｉｌｅｓ-ｉｎ-ｔｒａｉｌｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｃｕｒｒｅｎｔｌｙｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓｉｎＣｈｉｎａｈａｓｂｅｅｎ
ｕｎａｂｌｅｔｏｍｅｅｔｔｈｅａｃｔｕａｌｄｅｍａｎｄｓ．Ａｔｒａｆｆｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｔｏｔａｌｑｕａｎｔｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄａｃｏｎｔｒｏｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｉｍｅｄａｔｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｔｏｔａｌｆｌｉｇｈｔｄｅｌａｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅａｒｒｉｖａｌｆｌｉｇｈｔｆｌｏｗｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ，ｗｈｉｃｈｔａｋｅｓｔｈｅｒｅｇｉｏｎａｌｅｎ-ｔｒｙｐｏｉｎｔａｓｔｈｅｌｉｍｉｔｐｏｉｎｔ，ａｎｄｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｗｉｎｄｏｗａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｆｌｉｇｈｔｄｅｌａｙｔｉｍｅ，ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｆｌｉｇｈｔｄｅｌａｙｔｏａｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｂａｌａｎｃｅｄｌｅｖｅｌ，ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｍｏｄｅｌ．Key words ：ａｉｒｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｍｉｌｅｓ-ｉｎ-ｔｒａｉｌ；ｔｏｔａｌｑｕａｎｔｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌ；ｓｌｉｄｉｎｇｗｉｎｄｏｗａｌｇｏ-ｒｉｔｈｍ
引言
机场接收率是在任何一个连续单位时间内，机场与停机坪区、停机区和终端设施一起所能接收的最大进场航空器数量，当进港交通流量持续超过机场接收率时，航班的正常性和安全性就难以得到保障，因此应当采取必要的空中交通流量管理。尾随间隔（ｍｉｌｅｓ-ｉｎ
-ｔｒａｉｌ，ＭＩＴ）管理作为一种传统的流量控制策略，在应对突短时间交通拥塞问题上取得了很好的效果。
国内外学者对尾随间隔管理进行了深入的研究，Ｍｕｋｈｅｒｊｅｅ等［１］
提出了一种交通流延误时间分配的算法，建立了相应的线性规划模型，对终端区空域边界点
尾随间隔限制实施的情况进行了分析，并结合航班到
达机场的延误时间，逆向计算出尾随间隔最优限制值，
结果表明该方法能够减少航班的延误时间；温媛媛等
［２］
利用ＴＡＡＭ（ＴｏｔａｌＡｉｒｓｐａｃｅａｎｄＡｉｒｐｏｒｔＭｏｄｅｌｌｅｒ）
软件建立了符合我国空域特点的交通仿真模型，分析了终端区各个边界点交通流量比例的变化，得出了空域系统的容量会随着交通流比例而改变的结论；赵嶷飞等
［３］
引入了流量控制事件的概念，用排队论模型来
描述了航班排队进出区域的整个过程，并在现有的区
域流量控制方法基础上提出一种改进的控制方法；Ｓｈ-ｅｔｈ等
［４］
根据区域入口点不同的间隔限制以及它们之
间的距离对航班进行了分类，并以此建立了流量控制模型；Ａｇｏｇｉｎｏ
［５］
针对以往难以解决大规模航班以及非
线性的空中交通流量管理问题，引入遗传算法中的理念来寻求最大化空域容量和交通流量，从而到达空中
收稿日期：２０１８－０３－１３ 修订日期：２０１８－０５－０１
基金项目：国家自然科学基金与民航基金联合项目资助（Ｕ１５３３１０６）
作者简介：宋晓羽（１９９２－），男，河北景县人，硕士研究生，主要研究方向为空中交通流量管理。
第４８卷 第３期航空计算技术
Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．３２０１８年５月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＭａｙ２０１８
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