基于危险值分布流模型的飞机时间间隔计算方法

潘卫军，张衡衡，殷浩然，王 昊，吴天祎

(中国民航飞行学院空中交通管理学院，广汉 618307)

随着民航运输业的快速发展，航班数量不断增长导致空中交通非常繁忙，在空域容量不变的情况下，飞机之间的间隔越来越小，从而导致两机间发生碰撞的危险值和后机受前机产生尾涡的影响越来越大。中国现行的基于距离的间隔标准可以允许管制员通过雷达显示器利用可见信息直接协调飞机间距，但也很容易受到天气情况和机场容量的影响，运行效率较低。2015年，李冰冰等[1]通过建立跑道容量模型，定量分析基于时间的间隔标准(time based separation,TBS)与基于距离的间隔标准(distance based separation，DBS)、风速变化等因素对跑道系统容量的影响程度。2015年，聂润兔等[2]对TBS在中国的应用前景进行了分析，提出制定符合中国运行安全标准的基于时间的间隔标准，将会对提升运行效率和容量起到事半功倍的效果和作用。英国国家航空局(NATS)、欧洲单一天空计划研究与开发中心经过多年的合作论证和科学研究，以时间间隔取代传统的距离间隔来确定最后进近阶段前后两机的间隔保持。在最后进近阶段运用TBS，考虑到大风天气情况对飞机性能的影响，通过保持固定的时间间隔的方法，弥补基于距离的间隔标准造成的机场容量的减小，从而大大改善机场的进场容量。基于时间的间隔标准利用排序算法约束两机的间隔，效率更高。

对Lighthill-Whitham-Richards(LWR)模型加以改进成为可用于模拟空中交通流的欧拉空中交通网络模型[3]，对比LWR模型的欧拉解法和拉格朗日解法，虽然都能等到同样的收敛结果，但欧拉解法相比拉格朗日解法，一是计算的复杂度取决于空间容量而不取决于空间中实体的数量，计算更容易进行；……