研究背景与研究意义

   现如今航空业已经成为全球经济的重要组成部分之一,随着人们逐渐依赖飞机出行,全球的航班及通用机场数量逐年增多。尽管民航发展迅速,有效的促进了经济发展,但也带来了一些负面影响,如增加燃油消耗、废气排放、人员工作负荷等。 因此人们广泛关注更高效、更环保的空中交通管理(ATM)。因此,连续下降运行(CDO)应运而生,连续下降运行(CDO)是一种飞机操作技术,通过采用低发动机推力设置和低阻力配置,协调空域和程序设计与空中交通管制(ATC) ,引导进场的飞机连续下降。 已经被公认可以显著降低飞机噪音、燃油消耗和排放。然而,与传统的梯级下降操作相比,CDO的实施通常需要在进场航空器之间设置大量的间隔缓冲区。这是因为ATC必须特别注意连续下降的轨迹,以避免飞机冲突并确保安全运行。因此,机场容量利用效率将受到影响。 尽管CDO在交通密度相对较低时(例如,深夜或清晨)在机场中表现良好,但其在繁忙的航站楼机动区(TMA)中的应用非常有限。

   而桂冬冬等人(2023)关于CDO的研究中基于机场终端区航班进场调度问题,对每架飞机的着陆过程执行CDO。通过采用路径拉伸策略来解决上述在繁忙的TMA中实施CDO的困难,这使得调整每架飞机的下降过程和着陆计划成为可能,以避免空域中的任何冲突。 本系统基于桂冬冬等人的基于连续下降运行的机场终端区调度算法,利用Web开发技术,设计与开发一种机场终端区航班调度决策支持系统。该系统包含以下功能:读取航班数据与展示航班信息,接入轨迹优化与飞机顺序调度模型,输出每个航班起飞/降落航线以及飞机进入/到达跑道的顺序和时间,最终对不同的进出港方案进行对比分析,为空中管制人员提供决策支持服务。

机场终端区航班调度问题

   桂冬冬开发的机场终端区调度模型是第一项基于 CDO 程序对飞机终端区调度问题进行建模的研究。他们研究了一个新的飞机进场调度问题,该问题结合了 CDO 轨迹优化和飞机调度,并同时考虑这两个程序开发第一个模型,该模型旨在为所有着陆飞机提供无冲突轨迹。CDO 轨迹子问题被表述为具有一组运动方程的点质量模型,飞机调度被建模为作业车间调度过程。前者为每架飞机通过一个航路点找到一个时间窗口,然后将其用作后者的时间约束。并且他们提出了一种路径拉伸策略,以解决在繁忙的 TMA 中为飞机着陆实施 CDO 的困难。该策略能够为每架着陆飞机提供多种横向飞行路径选择,从而在避免空域冲突方面提供更大的灵活性。