摘要
随着“十三五”计划的完美收官，开放型经济新体制的基本形成，我国的国力又达到了一个新的层次。经济的繁荣直接带动了民航业的发展，截至2019年底，我国民航业已完成运输总周转量1293.25亿吨公里。快速增长的空中交通流量给民航运输业带来经济利益的同时，也带来了诸多的问题。以终端空域为例，进离场、飞越航班交织，使得空域拥堵、延误频发、环境污染以及管制员工作负荷大大增加。因此，为了提升终端空域的运行容量、保障飞行安全，如何调整空域、优化进离场程序，成为目前研究的重点。鉴于此，欧洲空域管理中心提出了点融合系统的概念，为解决以上问题提供了有效方法。 本文全面深入研究了点融合系统的概念、设计、运行与优化，并结合实际案例对研究内容与方法进行验证。首先，总结点融合系统的设计规则和运行原理，依据相关标准和空域实际情况设计了长沙黄花机场终端进场点融合系统；其次，借鉴机器调度领域的研究成果，对进场排序问题中空管、机场、航空公司以及民众关注的多个指标进行筛减，构建多目标进场排序与调度优化模型，基于非支配排序，设计多目标帝国竞争算法，仿真结果表明优化算法的求解结果在筛选出的各个指标上比实际运行数据都有提升。再次，分析四维轨迹预测的运动学、动力学模型，考虑环境、意图等必要因素，实现四维轨迹预测功能，结合点融合系统的特殊结构，构建点融合系统进场排序模型，利用蒙特卡洛模拟数据和真实数据进行仿真，实验结果验证了基于点融合系统的优化模型的可行性。最后，基于理论研究的成果，利用QT平台，通过C++语言开发了点融合系统离线仿真平台，并依据此工具对上海浦东终端的点融合系统进行了探讨。 研究结果表明，一方面，对管制人员来说，点融合系统将传统繁杂的指令简化为一条，使得管制标准化，降低了管制工作负荷，在空域和机场容许的范围内使得管制员可以承受更高的进场流量水平。另一方面，由于点融合系统的特殊固定结构，管制引导仅发生在排序支路上，提升了飞行员的态势感知与情境意识。
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