空域規劃與管理

空域相關問題是目前研究的熱點。本書從空域規劃和空域管理的角度出發，首先對空域的基本概念進行了介紹，然後對空域的屬性，尤其是資源屬性進行了分析;在此基礎上，介紹了空域分類和空域設計的主要內容，重點給出了航路網設計和評估的相關方法和模型;然後論述了空域評估方面的理論和相關模型，最後對空域動態管理問題進行了研究，給出了動態扇區和動態改航的規劃模型和優化算法。 ^[1] 

前言

第1章 空域的基本概念 1

1.1 空域的概念 1

1.2 空域類型 1

1.3 空域現狀 7

1.3.1 空域結構數據 7

1.3.2 空域現狀特點 9

1.4 空域規劃與空域管理的概念 10

參考文獻 11

第2章 空域資源分析 12

2.1 空域資源的屬性分析 12

2.1.1 壁域資源的概念 12

2.1.2 空域資源的屬性 12

2.2 制定國家空域資源利用政策的原則和框架 15

2.2.1 國家壁域資源利用政策的出發點和依據 15

2.2.2 制定國家空域資源利用政策的原則 16

2.2.3 國家空域資源利用政策的框架體系 17

2.3 空域資源的價值分析和度量 18

2.3.1 空域資源的價值分析 19

2.3.2 基於影子價格的空域資源的價值度量 20

2.4空域資源利用率的計算模型 26

2.4.1 基於壁間概念的壁域資源利用率計算模型 26

2.4.2 基於時空的區域管制空域資源短時利用率模型 27

2.4.3 基於時空資源消耗的終端區的短時利用率模型 31

2.5 空域資源的現狀與利用策略 37

2.5.1 空域資源利用目前存在的問題 37

2.5.2 空域資源的利用策略 38

參考文獻 40

第3章 空域分類 41

3.1 空域分類概況 41

3.1.1 壁域汾類概念及目的 41

3.1.2 壁域分類依據與原則 41

3.1.3 空域分類相關因素 41

3.1.4 空域分類的產生原因 42

3.1.5 國際民航組織空域分類的基本狀況 43

3.2 美國空域分類進化過程 44

3.2.1 非管制階段 44

3.2.2 管制壁域(E類)誕生 45

3.2.3 過渡空域D 、C 、B類空域的雛形 45

3.2.4 D 類空域的出現 45

3.2.5 雷達時代的來臨 46

3.2.6 限制空域一一C、B 類空域產生 46

3.2.7 A 類空域產生 47

3.3 國外空域分類方案 47

3.3.1 美國空域分類方案 47

3.3.2 英國壁域分類方案 48

3.3.3 德國空域分類方案 49

3.3.4 澳大利亞空城分類方案 50

3.4我國目前空域分類情況及分析 51

3.4.1 我國目前空域分類方案 51

3.4.2 中、美壁域分類狀況對比 52

3.4.3 我國目前空域分類方案的缺陷 53

3.4.4 對我國空域分類的建議 54

3.5 空域分類及變更模型 55

3.5.1 空域分類模型 55

3.5.2 壁域分類的轉換條件 57

3.5.3 壁域類型的變更建議和討論 58

3.6 空域分類的未來發展趨勢 59

3.6.1 美國未來空域的發展趨勢 59

3.6.2 歐洲未來空域的發展趨勢 60

參考文獻 61

第4章 空域設計 62

4.1 飛行程序設計 62

4.1.1 飛行程序設計定義 62

4.1.2 飛行程序設計原則 63

4.1.3 飛行程序的結構 63

4.1.4 飛行程序設計考慮的因素 65

4.四飛行程序設計的基本步驟 65

4.1.6 程序設計相關基本概念 66

4.1.7 傳統程序設計技術總結 67

4.1.8 PBN 程序設計技術總結 70

4.2 終端區空域設計 73

4.2.1 終端區壁域概述 73

4.2.2 終端區空域設計的現狀分析 74

4.2.3 終端區域內的運行實際分析 76

4.2.4 標準儀表離場和進場航賂的建立 76

4.2.5 重要點的理想位置 78

4.2.6 終端空域的設計步驟 79

4.3 扇區設計 81

4.3.1 扇區概念 81

4.3.2 扇區結構特徵 81

4.3.3 扇區劃分種類 86

4.3.4 扇區劃分考慮因素 87

參考文獻 87

第5章 航路網設計 88

5.1 航路與航路網 88

5.1.1 航路與航路網簡介 88

5.1.2 航路網結構的發展 88

5.1.3 航路網規劃的意義與目的 91

5.2 航路網規劃 91

5.2.1 航路網規劃的原則 92

5.2.2 航路網規劃的考慮因素 92

5.2.3 航路網與機場的關係 93

5.2.4 航路與航空公司航線的匹配關係 93

5.2.5 航路網規劃參考方法.94

5.3 樞紐機場確定方法 99

5.3.1 基本假設和説明 99

5.3.2 模型建立 100

5.3.3 模型的求解 103

5.3.4 實例驗證及分析 103

5.4航路網的評價指標 106

5.4.1 航路網布局質量指標 106

5.4.2 航路網運行指標 109

5.4.3 航路網拓撲結構特徵 110

參考文獻 114

第6章 空域評估 115

6.1 空域容量評估 115

6.1.1 壁域容量評估概述 115

6.1.2 航路交叉點容量評估 117

6.1.3 基於跟馳穩定的終端區容量評估方法 122

6.1.4 基於管制員工作負荷的扇區容量評估 125

6.2 空域保障能力評估 128

6.2.1 空域保障能力評估概述 128

6.2.2 空域保障能力評估指標體系 128

6.2.3 評估數據的處理 139

6.2.4 評估結果 151

6.3 航路交叉點的複雜度評估 153

6.3.1 航路交叉點複雜度模型構建 153

6.3.2 複雜度模型參數的敏感性分析 154

6.3.3 航路典型交叉點複雜度的評估結果 157

6.4 航路交叉點的安全風險評估 158

6.4.1 航路交叉點碰撞風險模型建立 158

6.4.2 航路典型交叉點安全風險的評估結果 173

參考文獻 173

第7章 動態扇區 175

7.1 基本概念 175

7.2 基於管制員工作負荷的扇區規劃模型 177

7.2.1 管制員工作負荷模型 177

7.2.2 扇區優化模型 178

7.3 基於進離場航路分離管制下的終端空域扇區優化模型 179

7.3.1 功能性扇區規劃的規劃步驟 179

7.3.2 功能性扇區規劃的優化模型 179

7.4基於整數規劃的終端區動態扇區劃分 181

7.4.1 指定終端區空域範圍 181

7.4.2 整數規劃模型 181

7.4.3 扇區劃分 184

7.4.4 算例驗證 185

7.5 基於複雜度分析的空域扇區劃分 188

7.5.1 複雜度關鍵評價指標的構建 188

7.5.2 空域扇區複雜度模型研究 193

7.5.3 基於複雜度分析的空域扇區劃分研究 201

7.6 扇區的動態開合 206

7.6.1 合理調整扇區的評估模型 207

7.6.2 扇區分配的複雜性 208

7.6.3 可行性扇區組合 208

7.6.4 扇區動態使用的劃分模型 210

7.6.5 扇區動態使用的實現與結果分析 211

7.7 基於Delaunay 三角形的分時段扇區動態開合 212

7.7.1 Delaunay 三角形介紹 213

7.7.2 高空扇區劃分的基本思路 213

7.7.3 建立管制扇區劃分方法模型 213

7.7.4 算例分析 217

參考文獻 221

第8章 動態改航 222

8.1 改航路徑規劃簡介 222

8.1.1 改航相關概念介紹 222

8.1.2 飛行區域劃設方法的研究現狀 225

8.1.3 改航路徑規劃方法研究現狀 229

8.2 飛行受限區域劃設 232

8.2.1 影響航路飛行安全的重要天氣 233

8.2.2 靜態飛行受限區 235

8.2.3 動態飛行受限區 237

8.2.4 飛行受限區的形狀及分佈特徵 243

8.3 不同飛行受限區域下的改航路徑規劃 247

8.3.1 塊狀飛行受限區域下的改航路徑規劃 247

8.3.2 帶狀分佈飛行受限區域下的政航路徑規劃 254

8.3.3 散點狀分佈飛行受限區域下的改航路徑規劃 259

8.3.4 圓形飛行受限區域下的改航路徑規劃 266

8.3.5 橢圓形飛行受限區域下的改航路徑規劃 274

8.3.6 動態多邊形飛行受限區域下的改航路徑規劃 279

參考文獻 298 ^[1]