扇区空中交通风险态势网络建模与演化特征

摘要：

为了准确感知空域内空中交通运行态势,提升飞行运行效能,研究了扇区空中交通风险态势的网络建模方法和演化特征,基于实测数据验证了方法的可行性与有效性;在扇区内以活跃航空器为网络节点,依据航空器位置偏差下的冲突关系构建连边,建立空中交通风险态势网络,利用连通分量的概念定义并识别网络内的航空器集群;基于航空器集群特征构建状态向量,进一步划分空中交通风险态势模式;以分类后的态势等级时序为基础,针对各模式的样本进行持续时间分析及建模,讨论了单一态势模式的生存特性与多模式间转移行为的偏好水平;为了验证方法的有效性,以广州管制AR05号扇区的实际数据为样本展开分析.研究结果表明:低风险至高风险模式的生存特性差异明显,平均生存周期分别为82.49、118.11、75.77、90.51 s,中等风险模式是估计生命周期最长且生存率最高的模式;在模式迁移的过程中,集群数目与规模相对简单的风险模式主要表现为前向可达性较高,而回迁及跃迁概率低于0.05;复杂程度较高的风险模式则表现出了较为明显的回迁行为,且概率会随着时间步长的增加(30、60、90、120 s)逐渐趋于稳定.可见,建立的空中交通风险态势网络模型能够较好反映空中交通风险态势信息,提出的演化分析方法可以为空中交通运行提供有益参考,从而发掘空中交通演变的科学规律.

关键词：空中交通管理、网络建模、演化分析、航空器集群、风险模式、生存时间

所属期刊栏目：23

分类号：V355(航空港（站）、机场及其技术管理)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-03-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共20页

页码：222-241