基于管制员工作负荷的扇区优化量化分析补充.docVIP

依据管制工作负荷优化扇区划分 学 生： 丁 斌 指导老师： 罗 军 摘 要 空域扇区优化划分问题是空域管理领域的一项重要的研究课题, 对于提高空域容量和保障飞行安全均具有重要作用。本文根据空域中航路点的自然分布, 利用算法几何的思想建立Voronoi 图, 统计由各Voronoi 多边形包含的管制员工作负荷, 然后以工作负荷均衡为优化原则, 使用模拟退火算法对空域中的Voronoi 多边形进行优化组合, 并使优化组合的新解满足空域划分的两条重要的基本原则。这样,Voronoi 多边形组合集合的边界就是优化的扇区边界。通过实际空域设计算例的计算结果, 验证了本文提出的扇区优化方法的合理性。 关键词: 空域规划; 扇区划分;Voronoi 多边形; 管制工作负荷; 模拟退火算法 Optimization Method for Sector Partition Based on Control Workload Abstract: Voronoi diagram is founded using computational geometry based original distribution of the waypoint and the controller work load is accounted on each Voronoi polygon. And then in accordance with the rule about balance of controller work load, Simulated annealing algorithm (SA ) is used to achieve the optimization of combination of the Voronoi polygons, and the new resolution satisfies restrict ion of two rules for airspace part it ion. So, the boundaries of the aggregates of the Voronoi polygon s are the optimal borderlines of sectors. Example result of actual airspace design validates the rationality of the sector optimization method. Keywords: airspace planning; sector part it ion; Voronoi polygon; controlle′s work load; Simulated annealing algorithm 目 录 前言……………………………………………………………………………………4 1.我国空中交通流量管理现状及其措施…………………………………………… 5 2.交通容量评估概述……………………………………………………………………5 2.1.容量定义……………………………………………………………………………5 2.2.国内外交通容量研究现状…………………………………………………………6 3.空域概述及其划分……………………………………………………………………7 3.1.空域分类……………………………………………………………………………7 3.2.中国民用空域划设的基本原则……………………………………………………9 3.3.国际民航空域划分的研究成果……………………………………………………9 3.4.管制员工作负荷与能力的基本概念………………………………………………9 3.5.扇区的有关概念……………………………………………………………………10 3.6.扇区的划设方法……………………………………………………………………11 4.扇区优化模型…………………………………………………………………………12 4.1.Voronoi 多边形与Voronoi 图…………………………………………………12 4.2.管制工作负荷的统计计算………………………………………………………13 4.3.扇区优化…………………………………………………………………………14 4.3.1.扇区优化的数学模型……………………………………………………………14 4.3.2.方便扇区协调移交约束…………………………………………………………14 4.3.3.扇区连续性约束…………………………………………………………………14 4.4.模拟退火算法……………………………………………………………