基于灰色聚類的交叉航路擁擠識(shí)別方法

李善梅， 徐肖豪， 王 超， 王 飛

(中國民航大學(xué)空中交通管理研究基地，天津300300)

交叉航路是空域中出現(xiàn)航跡交叉的航路構(gòu)型.由于航跡交叉，兩股交通流相互匯聚，導(dǎo)致兩航路上航空器之間的側(cè)向間隔逐漸減小，當(dāng)交通量較大時(shí)，航空器之間相互影響嚴(yán)重，引發(fā)交叉點(diǎn)附近的交通擁擠現(xiàn)象.文獻(xiàn)［1］指出空域耦合單元的復(fù)雜態(tài)勢對(duì)空中交通擁擠和延誤具有最直接的影響.交叉航路作為目前最具典型性的空域耦合單元類型之一，已成為空中交通運(yùn)行的瓶頸，有必要對(duì)其交通擁擠態(tài)勢進(jìn)行識(shí)別研究.

目前，有關(guān)空中交通擁擠識(shí)別方面的研究大多基于對(duì)擁擠的基本認(rèn)識(shí)，即在某時(shí)段內(nèi)，由于某空中交通單元(航路、扇區(qū)、終端區(qū)、區(qū)域)的交通需求與其交通容量發(fā)生矛盾而引起的交通滯留現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)上，派生出延誤、排隊(duì)長度、復(fù)雜度、管制員工作負(fù)荷等指標(biāo)來衡量空中交通是否擁擠以及擁擠嚴(yán)重程度. 美國的增強(qiáng)型流量管理系統(tǒng)(enhanced traffic management system，ETMS)采用將扇區(qū)、定位點(diǎn)和交叉航路的交通需求與事先確定的容量閾值(monitor alert parameter，MAP)相比較，得到交通擁擠狀況［2］. 文獻(xiàn)［3］將動(dòng)態(tài)密度視為與給定空域范圍內(nèi)航空器密度、交通管制復(fù)雜程度相關(guān)的管制員工作負(fù)荷測度方法，建立了首個(gè)動(dòng)態(tài)密度的定量數(shù)學(xué)模型.文獻(xiàn)［4］從幾何學(xué)的角度分析空域的復(fù)雜性，建立了交通密度、匯聚性、分散性和靈敏性4 類復(fù)雜性指標(biāo)，間接描述空域擁擠態(tài)勢.文獻(xiàn)［5］將機(jī)場到離場排隊(duì)延誤時(shí)間作……