基于协同优化的航路网络流量分配方法研究

bb20920d · 发表于 2022-4-15 16:46:13

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雅宝题库解析：
随着国际民航运输业的不断发展，空中交通流量快速增长。由此带来的空域拥挤题目不仅严重影响飞行安全，而且给民航带来巨大的经济损失。空中交通流量管理（ATFM）是解决空中交通拥挤最有效、最经济的手段。国内现行的流量管理研究集中在局部区域,主要是对终端区流量进行优化，很少涉及整个航路网的全局流量优化分配。国外解决航路网络流量分配题目(ANFAP)的方法主要是优化飞机起飞时间或者飞行路径。然而随着空中交通流量的增长，基于单一的时间调节或空间调节的流量调配方法已经不能实现流量的科学合理分配，进一步提高空域利用率，已经成为亟待解决的题目。为保证交通流最佳地流入或通过相应的区域，尽可能提高整个空域容量的利用率，本文对航路网络流量分配题目进行了研究。通过合理编排进入航路网络航班的起飞时间、飞行路径来实现航路网络中交通流量的安全、有序和高效运行。本文根据航路网络流量分配题目的特点，以协同进化技术为基础，深入研究了航路网络流量分配题目。根据战术和预战术航路网络流量分配题目的不同要求，分别建立了航路网络流量分配题目的战术和预战术模型，并分别针对两种模型提出了基于动态分组策略的单目标协同进化算法和基于浓度调节的多目标协同进化算法。论文的主要工作包括：（1）针对空中交通流动态分布特征，同时从时间和空间考虑，以编排进入航路网的飞机的4D航径为手段，分别建立了战术上以空域流量分配均衡为目标的单目标模型，和预战术上引入飞行额外损耗的多目标模型。（2）针对全国航路网络流量分配涉及航班数目巨大，且航班之间相互联系的特点，引入了协同进化框架，提出了基于动态分组策略的单目标协同进化算法。实验证明该方法在预战术要求时间范围内，能为所有航班分配最优时间和路径，达到空域拥挤最小。（3）针对预战术航路网络流量分配题目的特点，在求解中引入了协同进化，并设计了浓度调节机制以获得质量更高的解。实验证明该优化方法得到的航班时间和航径编排，能有效的缓解空域拥挤、降低飞行额外损耗。

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