基于不确定需求预测的概率空域拥挤管理方法研究

本书根据国内外空域拥挤管理技术近期新研究发展动态，从深化风险管理角度讨论了空域拥挤管理问题，构建了基于不确定交通需求下的概率空域拥挤管理原理和方法。全书共6章，重点研究了概率空域拥挤管理基本概念体系，提出了基于扇区交通需求不确定性的空域拥挤风险预测模型、基于局部优化和全局优化的空域拥挤风险解决模型，以及空域拥挤风险管理决策方法。本书可为空中交通流量管理、空域管理等专业技术人员提供预测和管控方法参考，提高其对未来交通发展态势的认知，为其提前评价潜在的拥挤变化并及时调整实施管理策略提供理论依据和技术支持。

本书根据国内外空域拥挤管理技术近期新研究发展动态，从深化风险管理角度讨论了空域拥挤管理问题，构建了基于不确定交通需求下的概率空域拥挤管理原理和方法。全书共6章，重点研究了概率空域拥挤管理基本概念体系，提出了基于扇区交通需求不确定性的空域拥挤风险预测模型、基于局部优化和全局优化的空域拥挤风险解决模型，以及空域拥挤风险管理决策方法。本书可为空中交通流量管理、空域管理等专业技术人员提供预测和管控方法参考，提高其对未来交通发展态势的认知，为其提前评价潜在的拥挤变化并及时调整实施管理策略提供理论依据和技术支持。

田文，（1981.01-）山东青岛人，博士，南京航空航天大学讲师，国家空管飞行流量管理技术重点实验室新技术研发室副主任。长期从事空中交通管理领域研究，并在空中交通系统规划管理与仿真技术，空中交通管理系统资源优化配置技术，复杂空域系统拥挤风险管理技术等方面取得较多成果。主持国家自然科学基金项目1项，省部级科技项目2项，参与空管行业科技项目30余项；获国防科技进步奖二等奖1项，中国航空运输协会民航科学技术奖二等奖2项，发表SCI（科学引文索引）、EI（工程索引）和核心期刊论文20余篇，申报国家发明专利10余项。

第1章  绪论 1 1.1  研究背景 1 1.2  国内外研究现状 5 1.2.1  国外概况 5 1.2.2  国内概况 10 1.3  研究目的和研究意义 13 1.3.1  研究目的 13 1.3.2  研究意义 14 1.4  研究方案 14 1.4.1  研究内容 14 1.4.2  解决的关键问题 16 1.5  主要创新点 17 第2章  概率空域拥挤管理研究基础 19 2.1  概述 19 2.2  概率空域拥挤管理基本概念 19 2.3  概率空域拥挤管理基本原理 27 2.4  概率空域拥挤管理主要技术 31 2.5  本章小结 44 第3章  空域拥挤风险预测研究 45 3.1  概述 45 3.2  问题描述 45 3.3  空域扇区概率需求预测 48 3.3.1  参数及符号说明 48 3.3.2  航空器运行过程的随机性 49 3.3.3  空域扇区概率需求预测模型 51 3.4  空域拥挤风险预测 52 3.4.1  参数及符号说明 52 3.4.2  空域拥挤风险预测模型 53 3.4.3  空域拥挤风险预测方法 54 3.5  实例分析 57 3.6  本章小结 62 第4章  基于局部优化的空域拥挤风险解决研究 63 4.1  概述 63 4.2  问题描述 63 4.3  基于局部优化的空域拥挤风险解决模型 65 4.3.1  参数及符号说明 65 4.3.2  数学模型 67 4.4  基于高维多目标优化的NSGA2 改进算法 71 4.4.1  算法描述 72 4.4.2  算法实现 75 4.5  仿真实验及分析 77 4.5.1  数据统计 77 4.5.2  实验结果及分析 79 4.6  本章小结 82 第5章  基于全局优化的空域拥挤风险解决研究 83 5.1  概述 83 5.2  基于全局优化的空域拥挤风险解决模型 83 5.2.1  问题描述 83 5.2.2  参数及其符号说明 84 5.2.3  数学模型 86 5.2.4  基于多目标遗传算法的求解方法 87 5.3  空域拥挤风险评价模型 91 5.3.1  问题描述 91 5.3.2  参数及符号说明 93 5.3.3  数学模型 94 5.4  空域拥挤风险管理决策方法 94 5.5  仿真实验及分析 96 5.5.1  数据统计 96 5.5.2  实验结果及分析 99 5.6  本章小结 102 第6章  总结与展望 103 6.1  研究结论与成果 103 6.2  研究局限与展望 104 参考文献 106 注释表 116 图表索引 118