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基于因子分析和K-means聚类的空中交通复杂性评价 被引量：9
1
作者 温瑞英 王红勇 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第3期384-388 404,共6页
针对航空器服务架次不能精确刻画空中交通复杂程度的现状,提出一种通过多指标度量空中交通复杂性的方法。首先通过实测雷达数据计算得出9个空中交通复杂性评价指标值,并对复杂性指标进行了相关性分析及因子分析的适用性检验;采用因子分... 针对航空器服务架次不能精确刻画空中交通复杂程度的现状,提出一种通过多指标度量空中交通复杂性的方法。首先通过实测雷达数据计算得出9个空中交通复杂性评价指标值,并对复杂性指标进行了相关性分析及因子分析的适用性检验;采用因子分析方法最大程度地消除了指标间的相关性,并从多个复杂性评价指标中提取了空中交通总量和空中交通密度2个因子;基于所提取的因子,建立了空中交通复杂性综合评价函数,并利用K-means聚类方法将空中交通复杂程度归为5类,最后通过时段流量和实测陆空通话数据进行了验证。结果表明,当空中交通复杂程度分别为低、高时,15min内的航空器数量分别为10,24架,陆空通话时长分别为315s,636s,对应的通话饱和度分别为35%,70%.随着空中交通复杂性等级的提高,时段流量和通话饱和度增加。 展开更多
关键词 空中交通 交通复杂性 因子分析 K-MEANS聚类 相关性
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基于聚类分析的空中交通复杂性模式划分方法 被引量：2
2
作者 王红勇 温瑞英 赵嶷飞 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第30期272-276,共5页
对不同复杂程度的空中交通运行状态进行模式划分有助于全面掌握空中交通运行特征。基于实际运行数据计算得出11个典型空中交通复杂性因子数据,提出了空中交通复杂性的相似性度量方法,基于K-means将空中交通状态划分为3个复杂性模式,并... 对不同复杂程度的空中交通运行状态进行模式划分有助于全面掌握空中交通运行特征。基于实际运行数据计算得出11个典型空中交通复杂性因子数据,提出了空中交通复杂性的相似性度量方法,基于K-means将空中交通状态划分为3个复杂性模式,并通过单因素方差分析验证了结果的合理性,最后分析了不同复杂性模式的统计特征。结果表明:大多数情况下交通状态处于中等复杂程度,其中高、中、低复杂性模式所占比例约为20%、50%、30%,复杂程度高的交通状态对应的管制员工作负荷也高,复杂性模式具有比较明显的时间分布特征。 展开更多
关键词 空中交通 交通复杂性 模式 聚类分析
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基于航空器自主运行的空中交通复杂性建模 被引量：12
3
作者 王红勇 郭宇鹏 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期305-312,321,共9页
针对航空器自主运行模式的空中交通运行态势评估问题,本文重构了基于分布式空中交通管理系统的空中交通复杂性评价方法,并仿真验证了该方法在航空器冲突探测和自主航迹规划中的应用。首先,基于自由航路空域和航空器自主运行模式定义了... 针对航空器自主运行模式的空中交通运行态势评估问题,本文重构了基于分布式空中交通管理系统的空中交通复杂性评价方法,并仿真验证了该方法在航空器冲突探测和自主航迹规划中的应用。首先,基于自由航路空域和航空器自主运行模式定义了空中交通复杂性,在通过三维空域栅格模型量化航空器时空位置的基础上,构建复杂度计算模型以反映航空器位置、航向、航速对空域各栅格的实时复杂性影响;其次,基于实际管制扇区(ZSSSAR01)及高度层,分别模拟自由航路与固定航路运行模式,对比两者空中交通复杂度时空分布差异;并结合自由航路运行模式,在空中交通复杂性与航空器冲突指标(冲突率、冲突比例)相关性分析的基础上,研究空域复杂度阈值确定方法;最后,初步探究基于空域复杂度阈值进行航空器自主航迹调整的方法,评估其运行效果。仿真实验结果表明:自由航路运行模式相对固定航路运行模式可显著降低空域最大复杂度值(平均降幅119%);模型计算得到,空中交通复杂度与空域中航空器冲突指标有强相关性(相关系数大于0.90);基于复杂度和复杂度阈值的航迹调整策略具备一定可行性。 展开更多
关键词 航空运输 空中交通复杂性 自由航路空域 航空器自主保持间隔运行 空中交通管理
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基于复杂网络的空中交通复杂性识别方法 被引量：15
4
作者 吴明功 叶泽龙 +1 位作者 温祥西 蒋旭瑞 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期839-850,共12页
在空中交通管理中,识别空中交通复杂性是一项重要工作。目前的算法多采用飞机密度、机群、滞留程度等宏观指标对复杂性进行评价。利用复杂网络理论描述空中交通状况,将空域中的飞机视为节点,飞机与飞机之间距离小于彼此的机载防撞系统(A... 在空中交通管理中,识别空中交通复杂性是一项重要工作。目前的算法多采用飞机密度、机群、滞留程度等宏观指标对复杂性进行评价。利用复杂网络理论描述空中交通状况,将空域中的飞机视为节点,飞机与飞机之间距离小于彼此的机载防撞系统(ACAS)通信距离时开始构成连边,以此构建飞行状态复杂网络模型,可以更好地描述网络内部的微观特征。选取环边数、节点强度、平均聚类系数、介数中心性和网络效率等拓扑特性指标,对动态空中交通状况进行了研究。在此基础上,采用独立主元分析(ICA)在线识别空中交通复杂性,将交通顺畅的情况作为训练数据集进行处理,根据SPE统计量、I^2统计量和I_e^2统计量的变化来识别复杂性情况。仿真结果表明,所提方法可以较好地识别空中交通复杂性。 展开更多
关键词 空中交通复杂性 交通拥堵识别 复杂网络 独立主元分析(ICA) 空中交通管理
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机场的进离场空中交通流复杂性
5
作者 韩博 黄子鑫 张兆宁 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第13期5785-5792,共8页
机场进离场空中交通流复杂性的量化是空管和机场进行预测和管控的重要依据。提出基于排列熵的复杂熵因果平面(complexity entropy causality plane,CECP)以及Fisher-Shannon(FS)因果平面的机场进离场空中交通流复杂性量化分析模型,量化... 机场进离场空中交通流复杂性的量化是空管和机场进行预测和管控的重要依据。提出基于排列熵的复杂熵因果平面(complexity entropy causality plane,CECP)以及Fisher-Shannon(FS)因果平面的机场进离场空中交通流复杂性量化分析模型,量化单机场进离场空中交通流量复杂度,研究多机场进离场空中交通流复杂度之间的关联性。针对单机场,首先将机场进离场空中交通流量时间序列符号化,计算时间序列的标准排列熵和统计复杂度以及Fisher信息,量化机场进离场空中交通流时间序列的复杂程度;针对多机场,构建CECP以及FS,分析比较各机场在CECP和FS中的位置,区分进离场空中交通流复杂性较高的机场。验证结果表明:提出的模型对于量化机场进离场空中交通流复杂性具有可行性和准确性,可以有效区分进离场空中交通流复杂程度较高的机场,对机场交通流的实时预测和管控具有指导意义。 展开更多
关键词 时间序列 排列熵 统计复杂度 Fisher信息 空中交通流复杂性
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空中交通管制扇区复杂度评估研究 被引量：24
6
作者 王红勇 赵嶷飞 +1 位作者 王飞 温瑞英 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期147-153,183,共8页
基于航空器架次的空域容量评估方法不能精确反映管制工作负荷,通过交通复杂性评估空域系统服务能力是目前空中交通管理领域的研究热点.本文在采用接近度、接近率等指标研究航空器迫近效应的基础上,提出冲突解脱指数,综合建立了航空器间... 基于航空器架次的空域容量评估方法不能精确反映管制工作负荷,通过交通复杂性评估空域系统服务能力是目前空中交通管理领域的研究热点.本文在采用接近度、接近率等指标研究航空器迫近效应的基础上,提出冲突解脱指数,综合建立了航空器间的内禀复杂度计算模型.以该模型为核心,提出了单航空器扰动的扇区复杂度和扇区区域分布复杂度计算方法,设计了空域复杂度的可视化表示方法,对精确把握扇区服务能力提供支持.仿真结果表明,基于扇区复杂度的空域系统服务能力模型相比基于架次的评估模型更能反映交通态势的微观特征,为有效实施空中交通管理提供了科学依据. 展开更多
关键词 航空运输 空中交通复杂性 内禀属性 空中交通管制扇区 交通流扰动
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复杂性指标体系的构建及精炼方法研究 被引量：10
7
作者 丛玮 胡明华 张晨 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期130-134,178,共6页
近年来,空中交通复杂性的研究蓬勃发展,如何选取指标分析复杂性成为一个关键技术.本文在对以往复杂性研究进行简单回顾的基础上,明确了指标选取对于复杂性研究的重要意义.结合已有成果,选取定义明确、可定量分析的指标构建了复杂性指标... 近年来,空中交通复杂性的研究蓬勃发展,如何选取指标分析复杂性成为一个关键技术.本文在对以往复杂性研究进行简单回顾的基础上,明确了指标选取对于复杂性研究的重要意义.结合已有成果,选取定义明确、可定量分析的指标构建了复杂性指标体系.针对指标体系维数多、信息量大等特点,选取灰色关联聚类方法挖掘指标数值的分布规律,实现对指标的提取精炼,从而在运用指标体系分析空中交通复杂性时,既能全面描述问题,又能降低指标维度.根据广州地区16扇区雷达数据,对一类指标进行了计算和聚类分析,验证了该方法的准确性. 展开更多
关键词 航空运输 空中交通复杂性 指标精炼 指标体系 灰色关联聚类
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基于复杂性的多扇区移交策略优化 被引量：1
8
作者 王红勇 张加豪 许平 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期284-294,共11页
现有多扇区移交间隔管理研究往往忽视扇区复杂性,可能出现扇区局部复杂性不均衡等问题,对空域造成一定安全隐患。本文充分考虑多个管制扇区复杂程度,提出一种新的管制移交间隔优化方法。首先,基于扇区之间复杂性的相互影响关系,建立大... 现有多扇区移交间隔管理研究往往忽视扇区复杂性,可能出现扇区局部复杂性不均衡等问题,对空域造成一定安全隐患。本文充分考虑多个管制扇区复杂程度,提出一种新的管制移交间隔优化方法。首先,基于扇区之间复杂性的相互影响关系,建立大型区域管制中心多扇区网络模型。其次,提出航空器进入多扇区边界时刻调整,航空器进入各个扇区时刻调整以及航空器高度层重新配备等3种策略,建立以多扇区复杂性的均值、均衡程度和航空器总延误为目标的移交策略优化模型,并采用多目标遗传算法进行求解。最后,基于北京区域管制中心(ZBAAAR)的实际运行数据进行仿真分析。结果表明:3种策略可使复杂性均值分别降低2.2%,2.8%,6.0%,可使复杂性均衡程度分别提高1.76%,1.83%,1.38%,基于航空器进入时刻控制的两种策略导致航班平均延误时间分别为-295 s和-214 s,验证了模型及算法的有效性。 展开更多
关键词 航空运输 空中交通复杂性 多扇区复杂性 多管制扇区 移交策略
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空中交通网络中航空器群的实证分析 被引量：1
9
作者 王红勇 徐肖豪 温瑞英 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第31期290-295,300,共7页
现有的空中交通复杂性研究忽略了空中交通流结构影响,难以反映航空器空间密度分布不均匀的复杂性特征。利用复杂网络中社团结构的思想,对空中交通流结构特征进行研究。建立了航空器群模型,提出了基于深度优先遍历算法的航空器群发现方法... 现有的空中交通复杂性研究忽略了空中交通流结构影响,难以反映航空器空间密度分布不均匀的复杂性特征。利用复杂网络中社团结构的思想,对空中交通流结构特征进行研究。建立了航空器群模型,提出了基于深度优先遍历算法的航空器群发现方法,避免了传统社团划分方法需事先指定社团个数的缺点;并从模块度、内聚度、灵敏度几个角度形成了群性能指数,用于综合反映航空器群划分质量。采用实际航班数据对群划分结果进行评价分析,选取60 km为最佳阈值对航空器群的统计特征进行了进一步分析。结果表明,扇区内航空器间的平均水平间隔约为群内航空器间平均水平间隔的6倍;航空器群规模一般都比较小,一半以上的群规模小于6架;航空器群的生命期最长为9 min,但57%以上群的生命期为2 min。 展开更多
关键词 空中交通 复杂网络 社团结构 航空器群 交通复杂性
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基于岭回归—BP神经网络的管制工作负荷预测方法 被引量：11
10
作者 温瑞英 王红勇 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期123-129,共7页
基于空中交通复杂程度刻画管制工作负荷是当前空中交通管理领域的研究热点.本文采集了厦门空管站的雷达数据,计算得出10个空中交通复杂性评价指标数值,通过共线性诊断发现复杂性指标间存在较强的多重共线性.在利用岭迹图对复杂性评价指... 基于空中交通复杂程度刻画管制工作负荷是当前空中交通管理领域的研究热点.本文采集了厦门空管站的雷达数据,计算得出10个空中交通复杂性评价指标数值,通过共线性诊断发现复杂性指标间存在较强的多重共线性.在利用岭迹图对复杂性评价指标进行筛选的基础上,建立岭回归—BP神经网络组合模型对管制员工作负荷进行预测,并通过实测陆空通话数据进行验证.结果表明,本文提出的岭回归—BP神经网络组合模型收敛速度快、训练时间少;组合模型的均方误差、均方根误差、平均绝对误差、平均绝对相对误差等4项性能指标都相对较小,预测精度较高. 展开更多
关键词 航空运输 管制员工作负荷 岭回归 神经网络 交通复杂性
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