[发明专利]一种基于多层次状态分类的机场终端区利用率评价方法

摘要

本发明公开了一种基于多层次状态分类的机场终端区利用率评价方法。包括如下步骤：(1)从空间、时间、容量三个不同维度构建机场终端区利用率评价指标体系；(2)对指标进行预处理，实现指标的无量纲化以及一致化；(3)选用层次分析法和状态分类评价法相结合的方法，评价机场终端区的利用情况，首先使用层次分析法确定各指标的影响权重，然后利用状态分类评价法判定机场终端区的使用程度。本发明构建了多层次机场终端区利用率评价指标体系，从空间、时间和容量的综合维度全面反映机场终端区的利用率，实现了定性和定量方法的有效结合，对促进空域充分合理使用，提高空域管理水平，具有重要指导意义。

主权项

一种基于多层次状态分类的机场终端区利用率评价方法，以天为时间跨度，评价终端区某一天的利用率，称为评价日利用率，首先要构建机场终端区利用率评价指标体系，其特征在于，从空间、时间、容量三个维度综合建立评价指标体系，包括以下几个步骤：(1)首先建立机场终端区空间利用指标集U，机场终端区空间利用指标包含能反映空间使用的二维面积指标和三维体积指标，并利用着陆、起飞、航路飞行间隔，从空间排序的角度反映终端区利用程度，具体步骤如下：步骤A：构建指标U1：终端区内进离场航路(航线)面积/终端区总面积PTarea；求得终端区内各进离场航路(航线)面积之和以及整个终端区面积，利用其比值反映终端区二维平面空间的利用率。在终端区内航空器一般都是沿航路(航线)飞行，航路(航线)的面积即为航空器实际和正常情况下使用的面积，该比值越大，说明空间利用率越高。步骤B：构建指标U2：终端区内进离场航路(航线)体积/终端区总体积PTvol；求得终端区内各进离场航路(航线)体积之和以及整个终端区体积，利用其比值反映终端区三维体积空间的利用率，该比值越大，说明空间利用率越高。步骤C：构建指标U3：航班的平均着陆间隔/加权管制规定着陆间隔SEParr；选取终端区评价日繁忙时段(可取小时流量大于等于容量值×80％的时段)，记录每架进场航班的着陆时间以及航空器的类型(重、中、轻)，按照进场顺序统计航班的平均着陆间隔以及重重、重中、重轻、中重、中中、中轻、轻重、轻中、轻轻的比例，同时根据管制间隔规定以及上述九类型比例，加权求得管制间隔规定的着陆间隔，用其比值反映进场着陆航班空间的利用情况。容量值使用制定航班计划时参照的小时容量。管制规定间隔都是最小安全间隔，该比值越小，说明空间利用率越高。步骤D：构建指标U4：航班的平均起飞间隔/加权管制规定起飞间隔SEPdep；选取终端区评价日繁忙时段(可取小时流量大于等于容量值×80％的时段)，记录每架进场航班的起飞时间以及航空器的类型(重、中、轻)，按照离场顺序统计航班的平均起飞间隔以及重重、重中、重轻、中重、中中、中轻、轻重、轻中、轻轻的比例，同时根据管制间隔规定以及上述九类型比例，加权求得管制间隔规定的起飞间隔，用其比值反映离场起飞航班空间的利用情况。容量值使用制定航班计划时参照的小时容量。管制规定间隔都是最小安全间隔，比值越小，说明空间利用率越高。步骤E：构建指标U5：终端区内航路间隔/规定航路间隔标准SEProu；终端区内航路间隔是实际管制过程中掌握的，是在飞行规则中规定的航路安全间隔的基础上增加了管制间隔裕度，规定航路间隔标准指雷达管制条件下终端区内进近扇区内航空器要保持不小于6公里的纵向间隔，用其比值反映航路飞行阶段空间的使用率。管制规定航路间隔是最小安全间隔，比值越小，说明空间利用率越高。步骤F：构建指标U6：航空器平均占用空间体积/航空器最小占用体积FLvol；航空器平均占用空间体积指终端区体积与最大瞬时航班量的比值，即航班密度最大时，平均每架航班占用的体积，航空器最小占用体积是指根据管制间隔规定保持最小的纵向间隔和垂直间隔时，单架航空器占用的体积，利用其比值反映空间的利用率，该比值越小，说明空间利用率越高。(2)构建机场终端区时间利用率评价指标集V，时间利用指标通过分析航班时间分布以及飞行流量统计，从时间维度反映机场终端区利用率，具体步骤如下：步骤A：构建指标V1：终端区单位时间(小时)平均流量AVEtra；选取终端区评价日较繁忙时段(可取小时流量大于等于容量值×40％的时段)，计算所选时段的总飞行量和飞行时长，计算小时平均流量，该值越大说明，终端区使用越充分，时间利用率越高。容量值使用制定航班计划时参照的小时容量。步骤B：构建指标V2：终端区流量维持在一定程度的时长/有效时间EFFtra；一般对于民航而言，并非一天24小时都是有效时间，可选用终端区评价日有效时段(可取小时流量大于等于容量值×30％的时段)，该时段则为有效时间，终端区流量维持在一定程度的时长统计小时流量大于等于容量值40％的小时数，该比值反映时间利用率，值越大，说明终端区使用的时间长，终端区时间利用率越高。容量值使用制定航班计划时参照的小时容量。(3)构建机场终端区容量利用率评价指标集W，具体步骤如下：步骤A：构建指标W1：终端区容量CAP；根据终端区给定的终端区结构、运行条件、管制规定、管制员水平、航空器性能等参数，选取历史航班计划，评估一定延误水平下的终端区容量，该值反映了终端区可接受的航空器数量，反映终端区的服务能力，该值越大，说明可提供使用的程度越高，终端区利用率越高。制定航班计划时参考的小时容量一般是通过容量评估系统仿真评估或历史数据统计的方法获得的，本模型选用制定航班计划时参考的小时容量作为终端区容量。步骤B：构建指标W2：流容比CAPtra；选取评价日历史航班计划，计算有效小时平均流量与终端区容量的比值，该比值反映终端区容量利用率，该值越大，说明终端区容量利用率越高。