基于交通流仿真的多指标航段结构研究

胡莘婷，戴福青，庞笔照

(1. 中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300；2. 南洋理工大学机械与航空学院，新加坡 639798)

1 引言

航路网络是空域结构的重要构成要素。其作为一个整体系统，由航路和航路点构成，不同的航路点将航段连接形成网络。纵横交错的航路网络作为空中交通的虚拟路网载体，对空中交通流安全高效地运行以及空中交通运输成本起决定性作用[1]。深入研究空域结构最基本的构成要素，揭示航路结构对空中交通运行的影响机制，在此基础上，有助于开展更为复杂的航路网络规划研究。

目前国内外对于航路结构的研究集中在以下几个方面：关注于航路点位置布局优化[2-4]和交叉点角度结构设计和优化的研究[5-7]，从复杂网络角度对航路抗毁性和脆弱性进行的分析[8-10]，基于空中交通流的航路结构分析与优化[11-13]，以及从空域资源利用率角度对航路结构的研究[14-18]。已有研究虽与航路结构相关，但较少探讨航段结构本身对空中交通运行的影响。本文系统性地研究了航段类型及长度对航空器的活动以及航空器之间相互制约的影响程度，建立了基于空中交通流量的三种航段长度优化模型，通过交通流仿真，对航段长度进行定性及定量的研究，并从飞行时间、燃油消耗、经济价值、机型特征、飞行冲突、管制员工作负荷等多指标评价优化结果。

2 空域结构的基本构成要素

2.1 航路点

常见的航路点有两种，航路节点 (Air Route Network Nodes，ARNN) 和航路交叉点 (Crossing Waypoints，CWP)，如图1所示。……