基于3种可视图的进场航班流量波动特性适应性评估

摘要：

在空域资源优化配置、运行效率提升、飞行安全保障等方面,掌握空中交通流量波动规律发挥着先导性、基础性和关键性作用.为评估可视图、水平可视图、有限穿越可视图这3种图对航班流量波动特性及其演化的刻画能力,针对同1个进场航班流的多尺度流量时间序列构建复杂网络,分别从网络的整体结构和局部结构开展了适用性评估分析.针对网络整体结构特点,提出了基于网络结构从属阵特点的网络细节损失率定义,再通过k-core聚类分析考察了k阶核量化流量波动强度的适用性;针对网络局部结构特点,利用motif方法计算波动模式转移概率,分析了不同长度序模体刻画波动演化的适应性水平.分析结果表明:①当有限穿越可视图网络N 值与节点数量占比在0.48％～1.442％区间时,N 值的选择能够保证从属阵细节损失率在0.5范围内;②可视图与有限穿越可视图(N =1～3)均能有效刻画航班流量时间序列的波动强度,对时间序列波动的适应性评估值分别为2.665、4.810、6.973和9.883;③motifs序列长度过短,将导致motifs类型数量少、不同mo-tifs类型之间的转移概率趋于相同,而在交通流混沌特性的影响下motifs序列过长对于预测没有意义,因此,可视图及N =1～3的有限穿越可视图motifs序列长度推荐使用选择4～7个节点长度.综上所述,运用k-core聚类与motifs方法能有效分析整体网络与局部网络下波动模式的转移特征,准确揭示空中交通时间维度的演变规律,相关分析结果可以为航班延误预测提供依据,能在航班实际运行管理中发挥先导性作用.

关键词：航班流量、时间序列、波动特性、可视图、网络结构、序模体、k阶核算法

所属期刊栏目：40

分类号：V355(航空港（站）、机场及其技术管理)

资助基金：国家自然科学基金U1633112

在线出版日期：2023-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：92-105,117